Лекция: Малярийный плазмодий

Относится к четырем видам:

Plasmodium vivax – возбудитель трехдневной малярии.

Plasmodium malariae – возбудитель четырехдневной малярии.

Plasmodium falciparum – возбудитель тропической малярии.

Plasmodium ovale – возбудитель малярии типа трехдневной.

Малярийный плазмодий не имеет органоидов движения, пищеварительных и сократительных вакуолей. Является внутриклеточным паразитом. Проходит две стадии развития – бесполую (шизогонию) в организме человека и половую (спорогонию)в организме переносчика – самок малярийных комаров рода Anopheles. В процессе полового размножения образуется циста, в которой формируются спорозоиты. Затем последние передаются к другому хозяину через укус. С кровью спорозоиты попадают в клетки печени, где развиваются и делятся (шизогонии). Образовавшиеся в результате деления паразиты (мерозоиты) поступают в кровь и попадают в эритроциты – наступает эритроцитарная шизогония. Цикл развития в эритроцитах составляется 72 ч для Plasmodium malariae, для всех остальных видов – 48 ч.

После нескольких циклов бесполого размножения (шизогонии) начинается подготовка к половому процессу (образование гамонтов).

Дальнейшее развитие гамонтов в крови человека не происходит. Оно происходит, если кровь с ними попадает в кишечник малярийного комара при укусе.

Малярийный плазмодий вызывает у человека тяжелое заболевание – малярию.

3. КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ И ЕГО ПЕРИОДЫ. МЕЙОЗ.

При оплодотворении происходит процесс слияния гамет, что обеспечивает увеличение вдвое количества ДНК и хромосом в зиготе и всех клетках развивающегося организма. Поэтому, при образовании половых клеток должен существовать механизм уменьшения числа хромосом, компенсирующий их удвоение при оплодотворении. Это осуществляется в процессе мейоза.

Мейоз – (от греч. Meiosis-уменьшение) особый способ деления клеток в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное, основное звено гаметогенеза.

Этот процесс состоит из двух следующих друг за другом делений, сопровождающихся лишь одним удвоением ДНК. Для мейоза характерна рекомбинация генетического материала, обмен участками между гомологичными хромосомами (кроссинговер), и активация транскрипции в профазе первого деления мейоза.

I деление мейоза.

Профаза I. Состоит из пяти стадий: лептотена – стадия тонких нитей, зиготена – стадия сливающихся нитей, пахитена – стадия толстых нитей, диплотена – стадия двойных нитей.

Лептотена. Морфологически напоминает раннюю профазу митоза.

Происходит накопление необходимых веществ.

синтез ДНК

нити хромосом одиночные, напоминают бусы

Зиготена — стадия прохождения конъюгации гомологичных хромосом. Гомологичными называют хромосомы, имеющие одинаковую форму и размер, но одна из них получена от матери, а другая от отца (содержат одинаковый набор генов). Гомологичные хромосомы сближаются и образуют бивалент. Биваленты – парные соединения удвоенных гомологичных хромосом, т.е. каждый бивалент состоит из четырех хроматид. Число бивалентов равно гаплоидному набору хромосом.

В отличие от митоза для профазы мейоза характерен синтез ДНК.

Пахитена – стадия толстых нитей. В результате конъюгации хромосомы увеличиваются в толщине. Число толстых хромосом гаплоидно (1n), количество ДНК равно 4с, а число хроматид 4n.

На стадии пахитены происходит чрезвычайно важное событие – кроссинговер. Кроссинговер – взаимный обмен идентичными участками между гомологичными хромосомами (I эффект мейоза). Генетическим следствием кроссинговера является рекомбинация сцепленных генов, образуются хромосомы, отличные от исходных по набору генов.

В пахитене также происходит синтез небольшого количества ДНК.

Диплотена – стадия двойных нитей. На этой стадии происходит взаимное отталкивание гомологов друг от друга. Сестринские хроматиды становятся различимыми. По мере отталкивания хромосом становятся видны хиазмы – места перекреста и сцепления хромосом.

В это время клетка интенсивно синтезирует и запасает белки, необходимые для обеспечения ранних стадий развития зародыша.

Диакинез – стадия обособления двойных нитей. Характеризуется уменьшением числа хиазм, укорочением бивалентов, потерей ядрышек. Это переходная стадия к собственно делению клетки.

На стадии метафазы I деления мейоза биваленты выстраиваются по экватору клетки.

В анафазе I деления происходит расхождение хромосом. В отличие от митоза, расходятся не сестринские хроматиды, а гомологичные хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид. Распределение гомологов по клеткам совершенно случайное, при этом происходит перекомбинация хромосом из разных пар (II эффект мейоза). Образовавшиеся хромосомные наборы содержат по 2с ДНК и по 2n числа хроматид.

Телофаза I завершает первое деление образованием двух дочерних клеток.

За первым делением следует короткая интерфаза, во время которой не происходит синтеза ДНК, и клетки приступают ко второму делению, которое по морфологии и последовательности не отличается от митотического деления.

Второе деление мейоза состоит из профазы II, метафазы II, анафазы II, и телофазы II. Во время анафазы второго деления в дочерние клетки расходятся сестринские хроматиды (III эффект мейоза – независимое расхождение хроматид). Таким образом, при втором мейотическом делениии клетка 2n2с дает начало двум клеткам с гаплоидным содержанием ДНК и хромосом (nc).

В результате всего процесса мейоза после двух делений из одной клетки образуются четыре гаплоидных, каждая из которых отличается по своей генетической конституции.

Таким образом, биологический смысл мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом у разных поколений организмов, размножающихся половым путем. Половое размножение включает стадию оплодотворения – слияния двух гамет. Без механизма редукции в мейозе число хромосом удваивалось бы в каждом поколении. Кроме того, во время мейоза образуется большое количество гамет, различающихся по набору хромосом. Генетическое разнообразие обеспечивается кроссинговером и независимым комбинированием хромосом и хроматид.