Rozmnażanie płciowe

Rozmnażanie płciowe, generatywne – rozmnażanie za pomocą haploidalnych komórek rozrodczych (gamet) – męskiej i żeńskiej, powstających zazwyczaj w wyspecjalizowanych narządach płciowych (u zwierząt) lub organach generatywnych (u roślin). Po połączeniu się dwóch komórek rozrodczych powstaje diploidalna zygota, z której rozwija się diploidalny zarodek, a następnie nowy organizm. Płciowo rozmnaża się większość zwierząt i część roślin, a grzyby przeważnie są zdolne do obu typów rozmnażania.

Występują trzy sposoby rozmnażania płciowego: izogamia, anizogamia, oogamia, przy czym u roślin wyższych występuje tylko oogamia.

Koniugację, obserwuje się również u bakterii, ale polega ona jedynie na przekazywaniu sobie przez bakterie fragmentów materiału genetycznego. Nie towarzyszy temu podział komórki, nie jest to więc forma rozmnażania. O zachowaniu bakterii w koniugacji decyduje obecność w nich tzw. czynnika płci (czynnika F).

Przewaga rozmnażania płciowego nad bezpłciowym

Podstawową zaletą wynikającą z tego sposobu rozmnażania jest różnorodność potomstwa pozwalająca organizmom rozmnażającym się płciowo na szybszą ewolucję niż u rozmnażających się bezpłciowo. Ta różnorodność jest wynikiem kilku zdarzeń losowych, jakie mają miejsce w procesie tworzenia gamet i zapłodnienia:

  • segregacji chromosomów
  • wymiany genów pomiędzy chromosomami homologicznymi – crossing-over
  • losowego doboru gamet

Segregacja chromosomów – tworzące się gamety otrzymują po jednym chromosomie z każdej pary chromosomów homologicznych (a więc podobnych, lecz nie identycznych). Jeśli komórka macierzysta gamet ma tylko jedną parę chromosomów (sytuacja wielce nietypowa, liczba chromosomów zależy od gatunku organizmu), to podczas tworzenia się gamety następuje losowy wybór jednej z dwóch możliwości – gameta odziedziczy chromosom, który jej rodzic u swego zarania otrzymał w gamecie męskiej albo ten który rodzic otrzymał w gamecie żeńskiej. Jeśli par chromosomów jest więcej, to dla każdej pary dobór jednego z chromosomów zachodzi niezależnie i z tym samym prawdopodobieństwem. Dla 23 par chromosomów istnieje 8 388 608 możliwości.

Wymiana genów pomiędzy chromosomami homologicznymi znana jest lepiej jako zjawisko crossing-over. Dzięki temu mechanizmowi wymiany chromosomy nie są sztywnymi pakietami genów, ale geny które u rodzica należą do różnych chromosomów tej samej pary, mogą u potomka znaleźć się w tym samym chromosomie. Gameta otrzymuje tylko jeden chromosom każdej pary na skutek czego geny położone na różnych chromosomach ulegną rozdzieleniu, natomiast należące do tego samego chromosomu mają szansę odziedziczyć się razem.

Losowy dobór gamet – czynniki o których wspomniano w powyższych punktach prowadzą do dużej różnorodności gamet. Na ogół gamety tworzone są w dużym, a nawet gigantycznym nadmiarze i tylko nieliczne z nich uczestniczą w tworzeniu zygoty i rozwijającego się z niej organizmu potomnego. Gamety, którym dane będzie uczestniczyć w zapłodnieniu są wybierane losowo. Gamety nie wybrane giną bez śladu. Na skutek losowości procesu i gigantycznej liczby równoważnych możliwości, wybór praktycznie za każdym razem jest inny. Każdy organizm powstający na drodze rozmnażania płciowego jest zatem niepowtarzalny. Wyjątek stanowi tylko przypadek gdy dawcy obu rodzajów gamet – oboje rodzice – mają ten sam genotyp, a każdą parę ich chromosomów homologicznych tworzą chromosomy nie podobne, lecz identyczne. Takie organizmy tworzą tzw. czyste linie.

Z drugiej strony konieczność uczestniczenia dwóch osobników w rozmnażaniu jest w niektórych przypadkach niekorzystna, toteż istnieją dość powszechnie gatunki, u których występują obie metody rozmnażania.

Rozmnażanie jednopłciowe u ssaków

U ssaków prawidłowy rozwój embrionu wymaga udziału zarówno genomu matczynego, jak i ojcowskiego. Rozwój zarodka zawierającego wyłącznie ojcowskie chromosomy jest upośledzony i kończy się jego śmiercią. W embrionie zawierającym wyłącznie matczyne chromosomy dochodzi do niedorozwoju tkanek pozazarodkowych, co skutkuje jego obumarciem. Przeszkodą w uzyskaniu ssaczego potomstwa mającego rodziców tej samej płci jest imprinting genomowy. W przypadku myszy naukowcom udało się obejść tą przeszkodę[1][2][3]. Rozmnażanie jednopłciowe u ssaków zostało uzyskane dzięki metodom inżynierii genetycznej. W rezultacie eksperymentów genetycznych na świat przyszło potomstwo mysich rodziców tej samej płci[3][4][5].

W 2004 roku na łamach „Nature” japońscy i południowokoreańscy naukowcy poinformowali o narodzinach myszy o imieniu Kaguya, pierwszego ssaka, którego rodzicami były dwie samice i który dożył dorosłości. Kaguya powstała z połączenia genomu niedojrzałego oocytu pobranego od transgenicznej myszy posiadającej delecję o wielkości 13 kpz w genie H19 z genomem dojrzałego oocytu pobranego od zwykłej myszy. Mysz doczekała się własnego potomstwa poczętego w wyniku kopulacji[6].

Kilka lat później badaczom z University of Texas MD Anderson Cancer Center i Baylor College of Medicine udało się uzyskać zdolne do życia potomstwo dwóch samców myszy. Dokonali tego dzięki zastosowaniu męskich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, w których doszło do spontanicznej utraty chromosomu Y. Takie komórki wykorzystano następnie do wyhodowania żeńskich chimer, które potem zostały pokryte przez samców. W rezultacie przyszły na świat młode, a wśród nich część posiadało materiał genetyczny od dwóch osobników płci męskiej[7].

W 2018 roku periodyk „Cell Stem Cell” poinformował, że zespołowi naukowców z Chińskiej Akademii Nauk udało się za pomocą metody edytowania genomu CRISPR/Cas wyhodować myszy, których rodzicami były zarówno dwie samice, jak i dwóch samców. Myszy z dwiema matkami stworzono przez połączenie partenogenetycznej (żeńskiej) haploidalnej embrionalnej komórki macierzystej, która w pierwszym wariancie miała delecje w 2 imprintowanych regionach genomu, a w drugim wariancie – w 3, z komórką jajową innej samicy. W pierwszym przypadku myszy, które urodziły się żywe, nie rozwijały się prawidłowo, ale dożyły dorosłości. W drugim przypadku myszy, które urodziły się żywe, rozwijały się prawidłowo, dożyły dorosłości i część z nich doczekała się własnego potomstwa poczętego drogą naturalną. Myszy z dwoma ojcami stworzono przez równoczesną iniekcję androgenetycznej (męskiej) haploidalnej embrionalnej komórki macierzystej, która w pierwszym wariancie miała delecje w 6 imprintowanych regionach genomu, a w drugim wariancie – w 7, wraz z plemnikiem innego samca, do enukleowanej komórki jajowej, a uzyskany w ten sposób zarodek poddano następnie tetraploidalnej komplementacji. W obu przypadkach myszy, które urodziły się żywe, padły niedługo po urodzeniu, ale w drugim przypadku niektóre przeżyły 2 dni[5].

Naukowcy pracują nad uzyskaniem funkcjonalnych i terapeutycznie bezpiecznych sztucznych gamet ludzkich z komórek macierzystych lub bezpośrednio z komórek somatycznych. Wyhodowanie plemników z żeńskich komórek i oocytów z męskich komórek umożliwiłoby parom jednopłciowym posiadanie genetycznego potomstwa[8][9][10]. Technika wytwarzania komórek rozrodczych z komórek macierzystych została nazwana „gametogenezą in vitro”[10].

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ Loebel DA, Tam PP. Genomic Imprinting: Mice Without a Father. „Nature”. 428 (6985), s. 809–811, 2004. DOI: 10.1038/428809a. PMID: 15103360. 
  2. ↑ Kono T. Genomic Imprinting Is a Barrier to Parthenogenesis in Mammals. „Cytogenetic and Genome Research”. 113 (1–4), s. 31–35, 2006. DOI: 10.1159/000090812. PMID: 16575160. 
  3. ↑ a b Sagi I, Bar S, Benvenisty N. Mice from Same-Sex Parents: CRISPRing Out the Barriers for Unisexual Reproduction. „Cell Stem Cell”. 23 (5), s. 625–627, 2018. DOI: 10.1016/j.stem.2018.10.012. PMID: 30388415. 
  4. ↑ Smajdor A, Cutas D. Will Artificial Gametes End Infertility?. „Health Care Analysis”. 23 (2), s. 134–147, 2015. DOI: 10.1007/s10728-013-0268-x. PMID: 24293033. [dostęp 2019-07-28]. 
  5. ↑ a b Li ZK, et al. Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions. „Cell Stem Cell”. 23 (5), s. 665–676, 2018. DOI: 10.1016/j.stem.2018.09.004. PMID: 30318303. [dostęp 2019-07-28]. 
  6. ↑ Kono T, et al. Birth of Parthenogenetic Mice That Can Develop to Adulthood. „Nature”. 428 (6985), s. 860–864, 2004. DOI: 10.1038/nature02402. PMID: 15103378. [dostęp 2019-07-28]. 
  7. ↑ Deng JM, et al. Generation of Viable Male and Female Mice from Two Fathers. „Biology of Reproduction”. 84 (3), s. 613–638, 2011. DOI: 10.1095/biolreprod.110.088831. PMID: 21148107. PMCID: PMC3043133. 
  8. ↑ Hendriks S, Dancet EA, van Pelt AM, Hamer G, Repping S. Artificial Gametes: A Systematic Review of Biological Progress Towards Clinical Application. „Human Reproduction Update”. 21 (3), s. 285–296, 2015. DOI: 10.1093/humupd/dmv001. PMID: 25609401. 
  9. ↑ Moreno I, Míguez-Forjan JM, Simón C. Artificial Gametes from Stem Cells. „Clinical and Experimental Reproductive Medicine”. 42 (2), s. 33–44, 2015. DOI: 10.5653/cerm.2015.42.2.33. PMID: 26161331. PMCID: PMC4496429. 
  10. ↑ a b Suter SM. In Vitro Gametogenesis: Just Another Way to Have a Baby?. „Journal of Law and the Biosciences”. 3 (1), s. 87–119, 2016. DOI: 10.1093/jlb/lsv057. PMID: 27774234. PMCID: PMC5033438. 
Biologia życia ludzkiego

Read other articles:

Doa Keteduhan

Sebuah versi dari Doa Keteduhan muncul di medali Alcoholics Anonymous (tanggal tidak diketahui). Doa Keteduhan adalah doa oleh pemohon untuk kebijaksanaan memahami perbedaan antara keadaan (hal-hal) yang dapat dan tidak dapat diubah, meminta keberanian untuk mengambil tindakan dalam kasus yang pertama, dan ketenangan untuk menerima dalam kasus yang terakhir. Doa tertulis telah dikaitkan dengan teolog Amerika Reinhold Niebuhr (1892–1971),[1][2] (dia telah mengklaim sebagai pe...

 

Daftar perguruan tinggi swasta di Kalimantan Barat

Berikut adalah Daftar perguruan tinggi swasta di Kalimantan Barat, yang pembinaannya berada di bawah Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia dan Perguruan Tinggi Swasta Keagamaan, yang pembinaannya berada di bawah Kementerian Agama. Daftar ini tidak termasuk Perguruan Tinggi Kedinasan yang pembinaannya berada dibawah masing-masing kementerian/lembaga. Templat:Rektor Universitas Universitas Kapuas Sintang (UNKA), Sintang Universitas Muhammadiyah Pontianak, Pontianak Universita...

 

أحمد باشا النحاس

أحمد باشا النحاس (بالتركية العثمانية: باقرجى احمد پاشا)‏  معلومات شخصية الميلاد القرن 16  قيصرية  الوفاة سنة 1635   إسطنبول  سبب الوفاة قطع الرأس  مواطنة الدولة العثمانية  مناصب والي مصر   في المنصب1633  – 1635  خليل باشا  غازي حسين باشا  الحياة العمل�...

Coastal fish

Fish that inhabit the sea between the shoreline and the edge of the continental shelf This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Coastal fish – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (February 2021) (Learn how and when to remove this template message) Schooling threadfin, a coastal species Coastal ...

 

Биология океана

Всего 29 процентов поверхности земного шара — это суша. Остальное — это океан, дом для морских организмов Биоло́гия океа́на (морская биология, биологическая океанология, биологическая океанография) — наука, раздел биологии и океанологии, изучающий жизнь морских...

 

土库曼斯坦总统

土库曼斯坦总统土库曼斯坦国徽土库曼斯坦总统旗現任谢尔达尔·别尔德穆哈梅多夫自2022年3月19日官邸阿什哈巴德总统府（Oguzkhan Presidential Palace）機關所在地阿什哈巴德任命者直接选举任期7年，可连选连任首任萨帕尔穆拉特·尼亚佐夫设立1991年10月27日 土库曼斯坦土库曼斯坦政府与政治 国家政府 土库曼斯坦宪法 国旗 国徽 国歌 立法機關（英语：National Council of Turkmenistan） ...

Национальное аэрокосмическое агентство Азербайджана

Национальное аэрокосмическое агентство Азербайджана Штаб-квартира Баку, ул. С. Ахундова, AZ 1115 Локация  Азербайджан Тип организации Космическое агентство Руководители Директор: Натиг Джавадов Первый заместитель генерального директора Тофик Сулейманов Основание Осн�...

 

Gerstner Field

Gerstner FieldLake Charles, Louisiana Gerstner Field Louisiana, 1918, looking west to east along old camp road.Gerstner FieldCoordinates30°06′57″N 93°04′48″W / 30.11583°N 93.08000°W / 30.11583; -93.08000 (Gerstner Field)TypePilot training airfieldSite informationControlled by  Air Service, United States ArmyConditionAbandoned, agricultural areaSite historyBuilt1918In use1918–1919Battles/warsWorld War IGarrison informationGarrisonTra...

 

Givhans Ferry State Park

State park in South Carolina, United States Givhans Ferry State ParkEdisto River in Givhans Ferry State ParkNearest cityRidgeville, SCCoordinates33°01′56″N 80°22′38″W / 33.032125°N 80.377228°W / 33.032125; -80.377228Area988 acres (4 km2)Created1934Camp sitestent and RV sites, primitive group camping area, cabinsHiking trails1.5 mile long River Bluff Nature Trail Givhans Ferry State Park is a state park located near the town of Ridgeville in Dorche...

Electro SC do Lobito (handball)

This article relies largely or entirely on a single source. Relevant discussion may be found on the talk page. Please help improve this article by introducing citations to additional sources.Find sources: Electro SC do Lobito handball – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (March 2024) Electro SC do LobitoFull nameElectro Sport Clube do LobitoShort nameElectro do LobitoArenaPavilhão do Electro SC, LobitoCapacity1,500President Alc...

 

新莫迪卡

新莫迪卡Nova Módica市镇新莫迪卡在巴西的位置坐标：18°26′13″S 41°30′03″W / 18.4369°S 41.5008°W / -18.4369; -41.5008国家巴西州米纳斯吉拉斯州面积 • 总计377.009 平方公里（145.564 平方英里）海拔380 公尺（1,250 英尺）人口 • 總計3,878人 • 密度10.3人/平方公里（26.6人/平方英里） 新莫迪卡（葡萄牙语：Nova Módica）是巴西米纳�...

 

塔巴廷加 (亞馬遜州)

04°15′09″S 69°56′17″W / 4.25250°S 69.93806°W / -4.25250; -69.93806 塔巴廷加 塔巴廷加（葡萄牙語：Tabatinga）是巴西的城鎮，位於該國北部，由亞馬遜州負責管轄，始建於1565年3月1日，面積3,225平方公里，海拔高度60米，2014年人口59,684，人口密度每平方公里16.21人。 參考資料 Data for Tabatinga Nossa Cidade. Portal Tabatinga. [2008-02-07]. （原始内容存档于2008-02-12） （葡萄...

ديوجانس الكلبي

ديوجانس الكلبي (بالإغريقية: Διογένης ὁ Σινωπεύς)‏  تمثال نصفي لديوجانس في معرض دوريا بامفيلج في روما معلومات شخصية الميلاد سنة 400 ق م [1]  سينوب الوفاة سنة 323 ق م [1]  كورنث الحياة العملية تعلم لدى أنتيستنيس  التلامذة المشهورون أقراطس الطيبي  المهنة فيلسو...

 

Storytelling (film)

Questa voce sugli argomenti film commedia e film drammatici è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento. StorytellingUna scena del filmTitolo originaleStorytelling Paese di produzioneStati Uniti d'America Anno2001 Durata87 min Generedrammatico, commedia RegiaTodd Solondz SceneggiaturaTodd Solondz FotografiaFrederick Elmes MontaggioAlan Oxman MusicheNathan Larson ScenografiaJames Chinlund, Judy R...

 

マズダク教

マズダク教（マズダクきょう）とは、5世紀末から6世紀にかけてサーサーン朝ペルシア（現在のイラン）に起こった宗教である。当時の主流であったゾロアスター教を批判しつつ禁欲や平等を説いたが、サーサーン朝によって宗教弾圧に遭った。 歴史 ザルドシュト ザルドシュトはマニ教指導者であり、マズダクの先駆者とされる。詳細は分かっていないが、名前からザ...

Marcel Marceau

Pour les articles homonymes, voir Marceau. Marcel MarceauMarcel Marceau en 1971.BiographieNaissance 22 mars 1923StrasbourgDécès 22 septembre 2007 (à 84 ans)CahorsSépulture Cimetière du Père-Lachaise, tombe de Marceau (d)Nom de naissance Marcel MangelSurnom BipLe mime MarceauPseudonymes Bip, Le mime MarceauNationalité FrançaiseDomiciles Strasbourg (1923-1938), Limoges (à partir de 1942), Lille (à partir de 1942)Formation Lycée Fustel de Coulanges de StrasbourgLycée Gay-Lussac...

 

Anthony Richardson (American football)

American football player (born 2002) American football player Anthony RichardsonRichardson in 2023No. 5 – Indianapolis ColtsPosition:QuarterbackPersonal informationBorn: (2002-05-22) May 22, 2002 (age 22)Miami, Florida, U.S.Height:6 ft 4 in (1.93 m)Weight:244 lb (111 kg)Career informationHigh school:Eastside (Gainesville, Florida)College:Florida (2020–2022)NFL draft:2023 / Round: 1 / Pick: 4Career history Indianapolis Colts (2023–present...

 

ستراثوري كاردوك (أونتاريو)

ستراثوري كاردوك   الإحداثيات 42°54′39″N 81°31′59″W / 42.910833333333°N 81.533055555556°W / 42.910833333333; -81.533055555556 [1]  [2] تاريخ التأسيس 1832  تقسيم إداري  البلد كندا[3][4]  عدد السكان  عدد السكان 20867 (2016)[5]  معلومات أخرى N7G  رمز جيونيمز 6158028  الموقع ال...

Snorkeling

Swimming while inhaling through a snorkel A snorkeler amid corals on a coral reef near Fiji Snorkeling (British and Commonwealth English spelling: snorkelling) is the practice of swimming face down on or through a body of water while breathing the ambient air through a shaped tube called a snorkel, usually with swimming goggles or a diving mask, and swimfins. In cooler waters, a wetsuit may also be worn. The snorkel may be an independent item or integrated with the mask. The use of this equip...

 

ジブリをうたう

『ジブリをうたう』Various Artists の トリビュート・アルバムリリース 2023年11月1日:CD2024年1月10日:LPジャンル アニメソング時間 49分48秒レーベル ビクターエンタテインメントプロデュース 武部聡志チャート最高順位 週間7位（オリコン） 登場回数8回（オリコン）テンプレートを表示 映像外部リンク スタジオジブリ トリビュートアルバム「ジブリをうたう」トレイラー映...