Bioloogia 3-kursus (Rakutsükkel, kromosoom, mitoos, meioos, ontogenees, menstruaaltsükkel) (0)

Bioloogia KT 2   
Rakutsükkel: interfaas ja mitoos 
 
Organismi kasvamise ja arengu tagab keharakkude jagunemine, mil eellasrakust moodustuvad tütarrakud. 
Rakkude jagunemine tagab ka organismi hukkunud rakkude asendamise ja vigastuse parandamise. 
 
Mitoos (mittesuguline/aseksuaalne paljunemine)  ​- Eukarüootide (päristuumsete) rakkude jagunemisviis,  mille käigus moodustuvad sama kromosoomide arvuga geneetiliselt identsed tütarrakud. 
 
Mitoosi ajal on DNA kokkupakitud. 
 
Mitoosis eristatakse kahte jagunemisprotsessi:  ● Karüokinees  ​- rakutuuma jagunemine/pooldumine (mitoosi käigus)  ● Tsütokinees  ​- tsütoplasma ja organellide jagunemine/pooldumine kahe uue raku vahel (mitoosi  käigus)   
Kromosoom 
 
Tavaliselt koosneb kromosoom ühest kromatiidist (1 pulk - I) 
Replikatsiooni tulemusena tekib kahekromatiidiline kromosoom (2 pulka - X), mis on seotud tsenomeeriga 
Mitoosi käigus 2-kromatiidiline kromosoom jaguneb ühekromatiidiliseks kromosoomiks. 
Kromatiin  ​- tuumas lahtipakitud ühekromatiidilised (haploidsed) kromosoomid    diploidne  ​- kahekordse kromosoomide arvuga; ​haploidne ​- ühekordse kromosoomide arvuga  homoloogilised kromosoomid ​ - sarnaseid aspekte katvad kromosoomid (sama ülesande-, määravusega)   
Rakutsükkel 
...raku eluring ühest rakujagunemisest teise rakujagunemise lõpuni. 
     
Rakutsükkel jaguneb (PMAT):    0. Interfaas ​ - raku jagunemise vahele jääv aeg, toimuvad ettevalmistused jagunemiseks. 


● Organellide mitmekordistumine 
● Kromosoomid keerduvad lahti (kromatiin) 
● DNA replikatsioon ​ (2x e. DNA kahekordistumine, täpse koopia valmimine (mis läheb uude rakku)  ● ATP süntees  1. Profaas  ● Tsentrioolid liiguvad poolustele 
● Kromosoomid keerduvad kokku (kromatiin → 2-kromatiidiline kromosoom) 
● Algab kääviniidistiku kujunemine  2. Metafaas  ● Kromosoomid koonduvad raku ekvatoriaaltasandile (keskele ühele reale) 
● Kääviniidid kinnituvad ühe otsaga kromosoomi tsentromeeri külge ja teise otsaga tsentriooli külge.  3. Anafaas  ● Kääviniidid lühenevad 
● Kromatiidid liiguvad poolustele (ATP arvelt)  4. Telofaas  ● Kääviniidid kaovad 
● Sünteesitakse uued tuumamembraanid 
● Toimub tsütokinees (tsütoplasma ja organellide jagunemine) 
●      
Mitoosi tähtsus  ● Kromosoomide võrdväärne jaotamine tütarrakkude vahel 
● Tütarrakud on geneetiliselt identse (a la õige kude õigesse kohta) 
● Suureneb rakkude arv, sellega tagatakse organismi kasv 
● Surnud ja hukkunud rakkude asendamine   
 
Meioos  ​- rakkude jagunemisviis, mille käigus tuumade kromosoomide arv väheneb poole võrra. Ühest  diploidsest rakust tekib 4 haploidset tütarrakku, mille geneetilised materjalid erinevad üksteisest. 
 
diploidne  ​- kahekordse kromosoomide arvuga; ​haploidne ​- ühekordse kromosoomide arvuga  homoloogilised kromosoomid ​ - sarnaseid aspekte katvad kromosoomid (sama ülesande-, määravusega)   
kromosoomide ristsiire ​ - Profaas I-es toimuv protsess, mille käigus kromosoomid liibuvad kokku ja  vahetavad omavahel võrdse pikkusega osi. Tagab erineva geneetilise materjali. 
 
Meioosi etapid 
 
0. Interfaas  ● DNA materjali kahekordistumine 
● Tsentrioolide kahekordistumine   


Meioos I (1 → 2) 
 
1. Profaas I  ● Moodustuvad kääviniidistik ja tuum 
● Tuumakesed lõhustuvad 
● Kromatiinist moodustuvad kahekromatiidilised kromosoomid 
● Toimub  ​kromosoomide ristsiire​ (homoloogilised kromosoomid vahetavad võrdseid osi)  2. Metafaas I  ● Homoloogilised kromosoomid koonduvad raku ekvatoriaaltasandile 
● Kääviniitide kinnitumine  3. Anafaas I  ● Kääviniidid lühenevad, kromosoomid lahknevad poolustele  4. Telofaas I  ● Toimub tsütokinees, tekib 2 tütarrakku (milles on veel diploidsed e. kahekromatiidilised  kromosoomid)    Meioos II (2 → 4) 
 
dna replikatsiooni siin ei toimu. 
 
1. Profaas II  ● Tsentrioolid liiguvad poolustele 
● Moodustub kääviniidistik.  2. Metafaas II  ● Kahekromatiidilised kromosoomid paigutuvad raku keskossa. 
● (...)  3. Anafaas II  ● Diploidsed kromosoomid tõmmatakse lahku haploidseteks kromosoomideks, mis sisaldavad poolt  geneetilist materjali. (2kromatiidiline → 1kromatiidiline)  ● Kääviniidid lühenevad, kromatiidid lahknevad raku poolustele.  4. Telofaas II  ● Toimub tsütokinees: ühest diploidsest rakust moodustus neli geneetiliselt erinevat haploidset  tütarrakku.   


   
Spermatogenees ja ovogenees 
 
Meioosi käigus tekivad rakud, mis sisaldavad eellasrakuga võrreldes 2x vähem kromosoome (haploidne). 
Kahe haploidse suguraku (mees ja naine) ühinemisel geneetiline materjal taaskord kahekordistub (muutub 
diploidseks ehk VILJASTUB). 
 
Spermatogenees  ​-​ ​spermi küpsemine   
Mehe seemnerakud e. spermid moodustuvad munandites asuvates seemnetorukestes. 
Spermide eellasteks on spermatogoonid. 
Protsess, mille käigus spermatogoon kasvab spermiks, on  ​spermatogenees​.  (1 spermatogoon on diploidne e. kokkupakitud kromosoomidega, meioosi tulemusena tekib 4 haploidset) 
 
Spermatogenees lõpeb hea tervise juures alles väga kõrges eas. 
 
Ovogenees  ​- munaraku küpsemine   
Naise munarakud ( ​ovotsüüdid​) valmivad munasarjas.   Munaraku eellased on  ​ovogoonid ​(diploidsed).  Protsess, mille käigus ovogoon muutub ovotsüüdiks, on  ​ovogenees​.  Ovogenees toimub folliikulis, mis toodab ka naissuguhormooni östrogeeni. Küpse munaraku korral folliikul 
lõhkeb ning munarakk liigub munajuhasse e.  ​ovulatsiooniks ​nimetatakse folliikuli lõhkemist, mille käigus  küpsenud munarakk liigub munajuhasse. 
 
Ovogenees algab munasarjas juba looteeas ning lõpeb 50-55 aasta vanuselt. 
Ovogoonide paljunemine lõpeb naisel juba looteeas. 
 
Alates puberteedist läbib igas kuus 1 ovogoon meioosi ja tekib vaid 1 ovotsüüt. 
 
Menstruaaltsükkel ja embrüogenees 
 
Menstruaaltsükkel  ​- igakuine munarakkude tsükliline küpsemine. 


 
Munarakud valmivad vaheldumisi kummaski munasarjas keskmiselt 28-päevase intervalliga umbes 14 
päeva enne oodatavat menstruatsiooni. Ovogoon läbib meioosi, tekivad 4 rakku: 1 viljastumisvõimeline 
ovotsüüt ja 3 polotsüüti. Munaraku küpsemise ajal hakkab folliikul tootma östrogeeni, mis valmistab emakat 
ette potentsiaalseks viljastumiseks. Ovotsüüdi vallandumist munasarjas nimetatakse ovulatsiooniks. 
Munajuhas on ovotsüüt viljastumisvõimeline umbes 24 tundi. Kui viljastumist ei toimu, munarakk hukkub ja 
järgneb menstruatsioon (ehk päevad). 
 
Emaka limaskest on kõige paksem tsükli lõpus. Östrogeen ja progesteroon takistavad uue munaraku 
küpsemist. Menstruatsioon on menstruaaltsükli osa ja toimub tsükli esimestel päevadel. 
 
Sugurakkude ühinemine toimub munajuhas, kus toimub ka loote esmane areng.  
Ovotsüüdis on 23 kromosoomi aga ovogoonis 46. 
 
sügoot  ​- viljastatud ovotsüüt  moorula  ​- kobarloode, paljude tüvirakkudega  blastotsüst  ​- rakkude kindla ül võtmine (diferentseerumine)  gastrula  ​- karikloode, emaka külge kinnitunud embrüo         Gastrulast (kariklootest) arenevad välja lootelehed (millest hiljem arenevad):  1) Ektoderm  ​(välimine): närvisüsteem, meeleelundid, nahk ja nahatekised.  2) Endoterm  ​(sisemine): seede- ja hingamiselundid.  3) Mesoderm  ​(keskmine): luud ja lihased, vereringe, sugu.  ..ja  ​lootekestad 


1) Amnion  ​(vesikest): vedelik, mis kaitseb loodet kuivamise ja mehaaniliste muutuste eest.  2) Allantois  ​(kusekest): jääkainete kogumine ja gaasivahetus, moodustab nabaväädi.  3) Koorion  ​(kõldkest): koorion + emaka limaskest = platsenta  Koorion ja emaka limaskest kasvavad kokku ja moodustavad  ​platsenta​, mille kaudu liiguvad toitained,  hapnik, hormoonid, antikehad. (pärisimetajate põhitunnus) 
 
Biogeneetiline reegel  ​- isendi lootelise arengu käigus korduvad liigi ajaloolise arengu etapid ~ kõik  pärinevad ühisest eellasest. 
Apoptoos  ​- programmeeritud rakusurm, ülearuste rakkude eemaldamine (nt. konnakulles vabaneb sabast,  et konnaks saada)  
     
Sünnitus 
..on protsess, kus loode väljub emakast. 
 
Sünnituse 3 perioodi:  1) Avanemisperiood ​: emakakael avaneb kuni 10 cm.  2) Väljutusperiood ​: emaka kokkutõmbed sünnitamisel ja ema aktiivne lihastöö suruvad lapse läbi  sünnituskanali välja  3) Päramisteperiood ​: emakast väljub platsenta, nabaväät ja lootekestad.   
 
Paljunemine 
..on organismide üldine elu avaldus, mille eesmärgiks on järglaste taastootmine liigi säilitamiseks.  
 
Mittesuguline paljunemine 
..uus organism saab alguse ühest vanemast, sugurakkude ühinemist ei toimu, laps on geneetiliselt identne 
vanemaga. Uus organism areneb mitoosi teel ainult ühest vanemast, seega on pärilik info vaid ühelt 
vanemalt.  Mittesuguline paljunemine võimaldab suhteliselt lühikese ajaga saavutada arvuka järglaskonna. 
 
Vegetatiivne paljunemine  ● otsepooldumine  ​(DNA replikatsioon, rakk jaguneb kaheks) nt. bakteritel:  mitoos  ​ainuraksetel;   pungumine  ​(tekib välisopistis, millest areneb uus isend) nt. käsnadel ja pärmseentel;   õistaimede sibul, mugul, risosoom, vars, leht. ​ (nt. prokarüoodid, seened, algloomad ehk protistid,  taimed, alamad loomad.)   
Eoseline paljunemine  ● Toimub eoste ehk spooridega, mis levivad tuule ja veega ning arenevad uuteks organismideks. (nt.  sõnajalgtaimed, sammaltaimed, seened).  ● Eos on üherakuline, millest hakkab kasvama uus organism.   
Mittesugulise paljunemise eripärad: 


● Järglased on geneetiliselt identsed 
● Kiire paljunemine   
Suguline paljunemine  ● Esineb kõigil õistaimedel ja enamikul loomadel. 
● Eelduseks on kahe vanema olemasolu, kes toodavad sugurakke (gameete - haploidsed), mille  ühinedes moodustub sügoot (diploidne), millest areneb uus isend.  ● Taimedel tekib sugurakkude ühinemise tulemusena  ​seeme​.  ● Kaheliviljastumine  ​- õietolmuteras (mees) on 2 seemnerakku, millest üks ühineb munarakuga ja  sellest tekib idu. Teine ühineb keskrakuga ja sellest tekib toiduvaru. (Seeme = idu + toiduvaru)  ● Järglased on geneetiliselt erinevad. 
● Järglaste mitmekesisus võimaldab erinevates keskkondades toime tulla ning nii kujunevad välja  kohastumised ja toimub evolutsiooniline areng.   
Viljastumine (sügoodi moodustumine):  ● Kehaväline viljastumine: ​ Sugurakke küpseb palju, kuid viljastumine on juhuslik ja paljud neist  hukkuvad ebasoodsate tingimuste tõttu. Kehaväline viljastumine toimub peamiselt veeloomadel (sest 
evolutsiooniliselt on elu tekkinud vees.)  ● Kehasisene viljastumine: ​ Küpseb vähem sugurakke, kuid viljastumise tõenäosus on suurem ja  rakud on paremini kaitstud ebasoodsate tingimuste eest. Kehasisene viljastumine toimub peamiselt 
maismaaloomade hulgas (sest sugurakud pole ümbritsetud veekeskkonnaga.)  ● Hermafrodiit ​: mõlemasuguline loom. (nt. tigu)  ● Lahksuguline ​: emas- ja isassugu. (nt. kalad, kahepaiksed, linnud, imetajad)  ● Partenogenees ​: järglane areneb viljastamata munarakust, kus haploidne munarakk kahekordistab  oma pärilikkuse aine (nt. mesilane, lehetäi)   
Ontogenees  
..organismi areng tema tekkest kuni surmani. 
 
Ontogeneesi etapid:  1) Embrüogenees  ​- loote areng  2) Postembrüogenees  ​- lootejärgne areng; kas otseselt (vastsündinu omab kõiki vanema tunnuseid)  või metamorfoosiga (moondeliselt).  Täismoone ​: muna → vastne → nukk → valmik (nt. mesilane, liblikas, sipelgas)  Vaegmoone ​: muna → vastne → valmik (nukkumist ei toimu, nt. prussakas, termiit, kiil, rohutirts, konn)   
Postembrüogeneesi jagunemine:  1) Juveniilne  ​(e. noor-) ​järk​: kasvamine, areng, õppimine (nt. linnulaul, rääkima õppimine). Lõppeb  puberteediga.  2) Generatiivne  ​(e. paljunemisvõimeline) ​järk​: eesmärk maksimaalselt paljuneda, tagada järglaste  kvaliteet (neid kasvatada).  3) Seniilne järk ​ (e. raugaiga): lõppeb surmaga, pole paljunemisvõimeline.   
Vananemine 
..on määratud geenidega (telomeerid lühenevad), seda mõjutab keskkond. 
 
Telomeerid ​, mis on kromatiitide otsas, lühenevad ja geenide avaldumine kui ka uute rakkude tekkimine  väheneb ning vigade arv suureneb. Telomeeri ülesandeks on kaitsta kromosoomi otsi kahjustuste eest. 
Telomeerid lühenevad iga mitoosiga. Telomeeride lühenemist ei toimu tüvi- ega vähirakkudes. 
 
agoonia  ​- surmale eelnev seisund 


kliiniline surm ​ - südame ja hingamise seiskumine  bioloogiline surm ​ - järgneb kliinilisele surmale, ajurakud on ilma hapnikuta olnud nii kaua (5 min), et enam  ei taastu.