معلومة

15: تكاثر الخلايا - علم الأحياء

15: تكاثر الخلايا - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يقدم هذا الفصل نوعين من انقسامات الخلايا. قد تؤدي الأخطاء في الانقسام إلى الإصابة بأمراض مثل اللوكيميا.

  • 15.1: دراسة حالة - أوجه التشابه والاختلاف الجينية
    يقدم هذا مفهوم الانقسام والانقسام الاختزالي في شكل دراسة حالة سرطان الدم.
  • 15.2: دورة الخلية وتقسيم الخلية
    انقسام الخلية هو العملية التي تنقسم فيها خلية واحدة ، تسمى الخلية الأم ، لتشكيل خليتين جديدتين ، يشار إليهما بالخلايا الوليدة. كيف يحدث هذا يعتمد على ما إذا كانت الخلية بدائية النواة أو حقيقية النواة. يكون الانقسام الخلوي أبسط في بدائيات النوى من حقيقيات النوى لأن الخلايا بدائية النواة نفسها أبسط. تحتوي الخلايا بدائية النواة على كروموسوم دائري واحد ، ولا نواة ، وعدد قليل من العضيات الأخرى. في المقابل ، تحتوي الخلايا حقيقية النواة على العديد من الكروموسومات الموجودة داخل النواة.
  • 15.3: المرحلة الانقسامية - الانقسام الخلوي والانقسام الخلوي
    تسمى العملية التي تنقسم فيها نواة الخلية حقيقية النواة بالانقسام. أثناء الانقسام الفتيلي ، ينفصل الكروماتيدان الشقيقان اللذان يشكلان كل كروموسوم عن بعضهما البعض وينتقلان إلى أقطاب متقابلة للخلية. هذا هو مبين في الشكل أدناه. يحدث الانقسام الخيطي في الواقع على أربع مراحل: الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور البعيدة.
  • 15.4: تخليق البروتين
    يحتوي الحمض النووي الخاص بك ، أو حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، على الجينات التي تحدد هويتك. كيف يمكن لهذا الجزيء العضوي التحكم في خصائصك؟ يحتوي الحمض النووي على تعليمات لجميع البروتينات التي يصنعها جسمك. تحدد البروتينات بدورها بنية ووظيفة جميع خلاياك. ما الذي يحدد بنية البروتين؟ يبدأ بتسلسل الأحماض الأمينية التي يتكون منها البروتين. يتم ترميز تعليمات صنع البروتينات بالتسلسل الصحيح للأحماض الأمينية في الحمض النووي.
  • 15.5: الكود الجيني
    يتكون الكود الجيني من تسلسل قواعد النيتروجين في سلسلة عديد النوكليوتيد من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. القواعد هي الأدينين (A) ، السيتوزين (C) ، الجوانين (G) ، والثايمين (T) (أو uracil ، U ، في RNA). تشكل القواعد الأربع "أحرف" الشفرة الجينية. يتم تجميع الأحرف في مجموعات من ثلاثة أحرف لتشكيل "كلمات" رمز ، تسمى رموز. يرمز كل كودون إلى (يشفر) حمض أميني واحد ، إلا إذا كان يرمز إلى إشارة البدء أو التوقف. هناك 20 من الأحماض الأمينية الشائعة في البروتينات.
  • 15.6: الطفرات والسرطان
    قد تنمو خلاياك وتنقسم دون أداء وظائفها الضرورية ، أو دون استنساخ حمضها النووي بالكامل ، أو دون نسخ عضياتها. ربما لا يمكن أن يأتي الكثير من الخير من ذلك. لذلك تحتاج دورة الخلية إلى أن تكون منظمة للغاية ومراقبتها بإحكام. و هو.
  • 15.7: التكاثر الجنسي - الانقسام الاختزالي وتكوين الأمشاج
    في حين أن التكاثر اللاجنسي ينتج استنساخًا متطابقًا وراثيًا ، فإن التكاثر الجنسي ينتج أفرادًا متنوعين جينيًا. التكاثر الجنسي هو خلق كائن حي جديد عن طريق الجمع بين المادة الوراثية لكائنين. نظرًا لأن كلا الوالدين يساهمان بنصف المادة الوراثية للكائن الحي الجديد ، فإن النسل سيكون له سمات كلا الوالدين ، ولكن لن يكون مثل أي من الوالدين تمامًا.
  • 15.8: الاختلاف الجيني
    التباين الوراثي. هذا الاختلاف هو جوهر التطور. بدون الاختلافات الجينية بين الأفراد ، لن يكون من المحتمل "البقاء للأصلح". إما أن ينجو الجميع ، أو يموت الجميع.
  • 15.9: الانقسام مقابل الانقسام الاختزالي والاضطرابات
    يؤدي كل من الانقسام والانقسام الاختزالي إلى انقسام الخلايا حقيقية النواة. إذن ما هو الفرق بين الانقسام والانقسام الاختزالي؟ الاختلاف الأساسي هو اختلاف الأهداف لكل عملية. الهدف من الانقسام الفتيلي هو إنتاج خليتين ابنتيتين متطابقتين وراثيًا مع الخلية الأم ، مما يعني أن الخلايا الجديدة لها نفس الحمض النووي تمامًا مثل الخلية الأم. يحدث الانقسام الخيطي عندما تريد النمو ، على سبيل المثال. تريد أن تحتوي جميع خلاياك الجديدة على نفس الحمض النووي للخلايا السابقة.
  • 15.10: استنتاج جينات دراسة الحالة وملخص الفصل
    البشر أكثر تشابهًا وراثيًا مع بعضهم البعض أكثر من اختلافهم.

الصورة المصغرة: صورة للمغزل الانقسامي في خلية بشرية تظهر الأنابيب الدقيقة باللون الأخضر ، والكروموسومات (DNA) باللون الأزرق ، والحركية باللون الأحمر. (المجال العام ؛ Afunguy).


الفصل 15. الانقسام الاختزالي والتكاثر الجنسي أمبير

الشكل 15.1 كل واحد منا ، مثل هذه الكائنات الحية الكبيرة الأخرى متعددة الخلايا ، يبدأ حياته كبويضة مخصبة. بعد تريليونات من الانقسامات الخلوية ، يتطور كل منا إلى كائن حي معقد متعدد الخلايا. (Credit a: تعديل العمل بواسطة Frank Wouters Credit b: تعديل العمل بواسطة Ken Cole ، USGS Credit c: تعديل العمل بواسطة Martin Pettitt)
  • 15.1 عملية الانقسام الاختزالي
  • 15.2 الاضطرابات في عدد الكروموسوم
  • 15.3 التكاثر الجنسي

15: تكاثر الخلايا - علم الأحياء

التكاثر الخلوي والحمل


غالبًا ما يتم إنتاج واستبدال معظم الخلايا البشرية خلال حياة الفرد. ومع ذلك ، تختلف العملية باختلاف نوع الخلية. جسدي ، أو خلايا الجسم ، مثل تلك التي تتكون منها الجلد والشعر والعضلات ، تتكرر بواسطة الانقسام المتساوي . ال الخلايا الجنسية والحيوانات المنوية والبويضات الانقسام الاختزالي في أنسجة خاصة من الخصيتين الذكور والمبايض الأنثوية. نظرًا لأن الغالبية العظمى من خلايانا جسدية ، فإن الانقسام هو الشكل الأكثر شيوعًا لتكاثر الخلايا.


الانقسام المتساوي

تسمى عملية انقسام الخلايا التي تنتج خلايا جديدة للنمو والإصلاح والاستبدال العام للخلايا القديمة بالانقسام. في هذه العملية ، تنقسم الخلية الجسدية إلى خليتين جديدتين كاملتين متطابقتين مع الخلية الأصلية. تمر الخلايا الجسدية البشرية خلال المراحل الست من الانقسام الفتيلي في 1/2 إلى 1 1/2 ساعة ، اعتمادًا على نوع الأنسجة التي يتم تكرارها.


كثيرًا ما يتم استبدال بعض الخلايا الجسدية البشرية بخلايا جديدة ونادرًا ما يتم تكرار الخلايا الأخرى. يتم استبدال الشعر والجلد والأظافر وبراعم التذوق والبطانة الواقية للمعدة باستمرار وبمعدل سريع طوال حياتنا. في المقابل ، نادرًا ما يتم إنتاج خلايا المخ والأعصاب في الجهاز العصبي المركزي بعد بضعة أشهر من العمر. بعد ذلك ، إذا تم تدميرها لاحقًا ، فعادة ما تكون الخسارة دائمة ، كما في حالة المصابين بشلل نصفي. لا تتكاثر خلايا الكبد عادةً بعد انتهاء الفرد من النمو ولا يتم استبدالها إلا عند حدوث إصابة. خلايا الدم الحمراء هي أيضًا استثناء إلى حد ما. بينما يتم إنتاجها باستمرار في نخاع العظام لدينا ، فإن الخلايا المتخصصة التي تأتي منها لا تحتوي على نوى ولا خلايا الدم الحمراء نفسها.


الانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي هو عملية مشابهة إلى حد ما ولكنها أكثر تعقيدًا من الانقسام الفتيلي. هذا صحيح بشكل خاص في الإناث. بينما ينتج الانقسام الخيطي خليتين ابنتيتين من كل خلية أصل ، ينتج عن الانقسام الاختزالي 4 خلايا جنسية ، أو الأمشاج في الذكور و 1 في الإناث. على عكس الخلايا التي تم إنشاؤها بواسطة الانقسام ، فإن الأمشاج ليست متطابقة مع الخلايا الأصل. في الذكور ، يشار إلى الانقسام الاختزالي باسم تكوين الحيوانات المنوية لأنه يتم إنتاج خلايا منوية. في الإناث يطلق عليه النشأة لأن البويضات هي المنتج النهائي الرئيسي. يوضح الرسم التوضيحي أدناه المراحل الثمانية لتكوين الحيوانات المنوية.

كيف تنقسم الخلايا - جنبًا إلى جنب مع محاكاة الانقسام والانقسام الاختزالي
هذا الرابط يأخذك إلى موقع خارجي. للعودة إلى هنا ، يجب عليك
انقر فوق الزر & quotback & quot في برنامج المتصفح الخاص بك.


تصور

الحيوانات المنوية يحمل كروموسومات الأب إلى الأم بويضة حيث تتحد مع كروموسوماتها وقت الحمل. تكون خلايا الحيوانات المنوية مجهرية ، ولكن قد تكون البويضات كبيرة بما يكفي في بعض الأنواع لتكون مرئية بالعين المجردة. يبلغ قطر البويضات البشرية قطر الشعرة .

تتوج عمليتا التقسيم التسلسلي للانقسام الاختزالي في إنتاج الأمشاج بنصف عدد الكروموسومات في الخلايا الجسدية فقط. نتيجة لذلك ، يحتوي كل من الحيوانات المنوية والبويضات البشرية على 23 كروموسومًا وحيدًا فقط.

ملخص التخفيض
الانقسام في الانقسام الاختزالي

تحتوي الخلايا الجسدية البشرية ، بمجموعتها الكاملة المكونة من 46 كروموسومًا ، على ما يشير إليه علماء الوراثة على أنه عدد ثنائي الصبغيات من الكروموسومات. الجاميطات لها عدد أحادي العدد (23). عندما يحدث الحمل ، يجمع الحيوان المنوي والبويضة بين كروموسوماتهما لتكوين a اللاقحة (بيضة مخصبة) تحتوي على 46 كروموسوم. هذا هو نفس العدد الذي كان لدى كل من الوالدين في خلايا جسدية. عند القيام بذلك ، تتصرف الطبيعة بشكل متحفظ. كل جيل يرث نفس العدد من الكروموسومات. بدون تقليل عددها إلى النصف في الانقسام الاختزالي أولاً ، سيكون لكل جيل جديد مضاعفة عدد الكروموسومات في خلاياهم مثل الجيل السابق. في غضون 15 جيلًا فقط ، سيكون لدى البشر أكثر من مليون كروموسوم لكل خلية وسيكون نوعًا مختلفًا تمامًا من الحيوانات. في الواقع ، عندما تحتوي الزيجوت على مجموعة إضافية من الكروموسومات ، فعادة ما يتم إجهاضها تلقائيًا بواسطة الجهاز التناسلي للأم - إنها حالة قاتلة.

تستغرق عملية الانقسام الاختزالي الكاملة عند الذكور حوالي 74 ساعة. يبدأ تكوين الحيوانات المنوية عادة في عمر 12-13 سنة ويستمر طوال الحياة. يتم إنتاج مئات الملايين من خلايا الحيوانات المنوية يوميًا من قبل الذكور البالغين الأصحاء. يتم إطلاق ما بين 200 و 600 مليون خلية منوية بشكل طبيعي في كل عملية قذف. نظرًا لأن خلية الحيوانات المنوية واحدة فقط مطلوبة للحمل ، فإن هذا العدد الهائل يبدو مبالغًا فيه للغاية. ومع ذلك ، فإن ما يصل إلى 20 ٪ من خلايا الحيوانات المنوية من المحتمل أن تكون معيبة وأن الجهاز التناسلي الأنثوي معاد حتى للخلايا السليمة - فهو حمضي ويحتوي على أجسام مضادة تسعى إلى تدمير خلايا الحيوانات المنوية. إن قذف أعداد كبيرة من الحيوانات المنوية في نفس الوقت هو طريقة الطبيعة للتغلب على هذه الصعوبات وزيادة احتمالية حدوث الحمل. يمكن أن يتضاءل عدد الخلايا المنوية المنتجة بشكل كبير بسبب الإجهاد النفسي والفسيولوجي. يتناقص عدد الحيوانات المنوية أيضًا تدريجيًا مع تقدم العمر بعد الوصول إلى الذروة ، عادةً في أوائل العشرينات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن النسبة المئوية للحيوانات المنوية التي تتحرك بشكل عشوائي وليس في خط مستقيم تزداد بشكل عام عند الرجال الأكبر سنًا. والنتيجة هي انخفاض في خصوبة الذكور. الجينات المسؤولة عن إنتاج الحيوانات المنوية موجودة في كروموسوم الجنس Y. لسوء الحظ ، يُعتقد أن معدل الطفرات في الكروموسوم Y أعلى بآلاف المرات من مثيله في الكروموسومات الأخرى. قد يكون هذا سببًا رئيسيًا لعقم الذكور. نتيجة لذلك ، بدأ استخدام الاختبارات الجينية لتشخيصه.

الجهاز التناسلي للأنثى البشرية

يعتبر الانقسام الاختزالي عند الإناث أكثر تعقيدًا. بحلول الشهر الخامس بعد الحمل ، تبدأ الخلايا الجنسية غير الناضجة في التطور في مبايض الجنين ولكنها تتوقف في مرحلة مبكرة من الانقسام الاختزالي (بعد المرحلة الأولى). يظلون في خلية البويضة هذه ، أو o cyte الأولية ، المرحلة حتى سن البلوغ عندما تتسبب الهرمونات في استئناف الانقسام الاختزالي لخلايا واحدة إلى عدة خلايا كل شهر. ينتقلون إلى قسمي التخفيض الأول والثاني ويتوقفون مرة أخرى عن التطور. في هذه المرحلة هم البويضات الثانوية . عندما يتم إطلاق خلية ثانوية أخيرًا من المبيضين إلى قناة فالوب (أثناء الإباضة) ، لا تزال البويضة لم تكمل المرحلة الأخيرة من الانقسام الاختزالي. يحدث هذا فقط عند الحمل نتيجة للتغيرات الكيميائية التي تحدث عندما يدخل الجزء الرئيسي من خلية الحيوانات المنوية البويضة.

تقريبًا (99.9٪) من الخلايا الجنسية في مبيض المرأة لا تتطور أبدًا إلى ما بعد مرحلة البويضات الأولية ويتم امتصاصها في النهاية من قبل جسدها. بحلول 20 أسبوعًا بعد الحمل ، هناك ما يقرب من 7،000،000 خلية أولية. فُقدوا جميعًا بالولادة باستثناء حوالي 1،200،000. في سن البلوغ ، لم يتبق منهم سوى حوالي 400000. طوال الحياة ، هناك انخفاض مستمر في عدد البيض المحتمل. في كل مرة يتم فيها إباضة واحدة بنجاح ، يتم فقدان ما يصل إلى 2000. عادةً ما يكون لدى النساء في المتوسط ​​11-14 إباضة سنويًا لمدة 33-36 عامًا. هذا يعني أنه يتم عادة إنتاج أقل من 500 خلية ثانوية من مخزن مئات الآلاف من الخلايا الأولية. العدد الفعلي للإباضة متغير للغاية وغالبًا ما يكون أقل بكثير لأن العملية تحكمها الهرمونات وعوامل أخرى في النهاية بما في ذلك الإجهاد النفسي والتغذية والنشاط البدني والحالات المرضية. حقيقة أن النساء نادرًا ما ينجبن أكثر من عدد قليل من الأطفال هو دليل على أن جزءًا صغيرًا فقط من البويضات المبيضة الناجحة يتم تخصيبها وتصبح ملقحة قابلة للحياة. بدءًا من سن 27 تقريبًا ، تنخفض خصوبة المرأة تدريجيًا. في الفترة ما بين 35 و 37 عامًا ، يصبح الانخفاض أكثر حدة وتقل فرص الحمل بشكل ملحوظ. بحلول أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، تبدأ معظم النساء في الانتقال إلى سن اليأس عندما يتوقفن عن الإباضة تمامًا. يمكن أن يحدث التوقف المؤقت للتبويض والعقم اللاحق في وقت مبكر جدًا من الحياة نتيجة لانخفاض مستويات هرمون الاستروجين في الدم بسبب النشاط البدني المفرط. من المحتمل جدًا أن هذا هو السبب في أن ما يقرب من ربع الرياضيات الأمريكيات في المدارس الثانوية والكليات يتوقفن عن الدورة الشهرية. كما أنه يؤدي إلى انخفاض كبير في كثافة عظامهم.

ملاحظة: قد يكون البشر هو النوع الحيواني الوحيد الذي تعيش فيه الإناث الآن بشكل طبيعي لسنوات عديدة بعد انقطاع الطمث. بعد أن تحرر الجدات من إنجاب المزيد من الأطفال ، فإنهن في وضع يسمح لهن بمساعدة بناتهن وأبنائهن في تربية ذريتهم. من المحتمل أن يزيد هذا من فرص بقاء الأحفاد على قيد الحياة ، مما يمنح جنسنا ميزة على الحيوانات الأخرى في التنافس على البقاء. ومع ذلك ، نادرًا ما عاش الناس بعد انقطاع الطمث حتى ما يزيد قليلاً عن قرن مضى عندما أتاح الطب الحديث والتطورات التكنولوجية الأخرى ذلك ممكنًا. قبل ذلك الوقت ، كنا في كثير من الأحيان مثل الحيوانات الأخرى في أن معظمنا استسلم للأمراض أو الحوادث أو الحيوانات المفترسة قبل منتصف العمر وانقطاع الطمث.

ملاحظة: تشير الأبحاث الجارية إلى أنه قد يكون من الممكن في غضون بضع سنوات إعادة الخصوبة إلى النساء بعد انقطاع الطمث عن طريق تحفيز الخلايا الجذعية في المبايض لإنتاج بويضات جديدة.

تقترح الدراسة طريقة لإنشاء بيض جديد في النساء - تقرير صوتي للإذاعة العامة الوطنية في 27 فبراير 2012.
للعودة إلى هنا ، يجب النقر فوق الزر & quotback & quot في برنامج المتصفح الخاص بك. (4 دقائق ، 3 ثوان)

عندما يحدث الجماع البشري ، يستغرق الأمر حوالي 5 دقائق حتى تصل الحيوانات المنوية إلى الطرف العلوي لقناتي فالوب حيث يحدث الحمل عادةً. من بين مئات الملايين من خلايا الحيوانات المنوية التي تدخل المهبل ، نادرًا ما تمر أكثر من بضع مئات بنجاح عبر عنق الرحم والرحم. يصل حوالي 100 فقط إلى الطرف العلوي لقناتي فالوب. يتم توجيه خلايا الحيوانات المنوية عبر هذا المسار في الغالب عن طريق استشعار الحرارة. الأطراف العلوية لقناتي فالوب أدفأ بدرجتين من الأطراف السفلية. تفرز الخلايا المنوية الثانوية مواد كيميائية قد توجه خلايا الحيوانات المنوية إليها عندما تكون على مقربة منها. عادة ، فقط خلايا الحيوانات المنوية الأكثر قابلية للحياة هي التي تصل إلى البويضات الثانوية وتلعب دورها في الحمل. غالبًا ما تكون الحيوانات المنوية التي تفشل في هذه المنافسة غير طبيعية وراثيًا. اختبار التحمل الذي يجب أن يخضعن له في الجهاز التناسلي الأنثوي هو طريقة الطبيعة للقضاء على هذه العينات الأكثر فقراً.

يحدث الإخصاب عند البشر عادة في غضون يوم واحد بعد الإباضة. يستغرق الأمر حوالي 4 أيام حتى تمر البويضات الثانوية عبر قناة فالوب في رحلتها إلى الرحم. يجب أن يحدث الحمل في وقت مبكر من هذه العملية. يمكن للحيوانات المنوية أن تبقى قابلة للحياة عادة لمدة تصل إلى 48 ساعة في الجهاز التناسلي الأنثوي ، ولكن تبقى البويضات الثانوية قابلة للحياة لمدة 24 ساعة فقط بعد مغادرة المبيضين. هذا يعني أن الجماع يجب أن يحدث من أيام قليلة قبل الإباضة إلى يوم واحد بعد الإباضة إذا كان الحمل مطلوبًا. في معظم الثدييات والطيور والزواحف والأسماك والحشرات من غير البشر ، تزداد احتمالية الإخصاب من خلال حقيقة أن الإناث تستقبل جنسيًا فقط في وقت الإباضة. تسمى هذه الفترة من القبول الجنسي للإناث شبق. في معظم الأنواع ، من الشائع أن تحدث الإباضة لدى جميع الإناث في نفس الوقت تقريبًا من العام. ينتج عن هذا المزامنة الإنجابية موسم تزاوج مشترك. في البشر وبعض الرئيسيات الأخرى ، يكون النشاط الجنسي أقل ارتباطًا بتوقيت الإباضة. من بين هذه الأنواع ، لا يوجد موسم تزاوج. بتعبير أدق ، العام بأكمله هو موسم تزاوج لأن لديهم اهتمامًا مزمنًا إلى حد ما بالجنس. هذه طريقة أخرى اختارت فيها الطبيعة زيادة احتمالية الحمل.

تحمل H alf من خلايا الحيوانات المنوية التي يتم إنتاجها بشكل طبيعي الكروموسوم X والنصف الآخر يحتوي على الكروموسوم Y. بعد ذلك ، نتوقع أن يكون 50٪ من الأطفال من الذكور و 50٪ من الإناث ، ولكن هذا ليس هو الحال عادةً. نسبة الذكور إلى الإناث حديثي الولادة في الولايات المتحدة ومعظم العالم هي 105-110 ذكر لكل 100 أنثى. نسبة الذكور إلى الإناث عند الحمل بشكل عام أعلى مما كانت عليه عند الولادة. هذا أمر محظوظ على المدى الطويل بالنسبة للمجتمع لأن معدلات الإجهاض التلقائي للذكور ومعدلات وفيات الرضع أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، من المرجح أن يموت الذكور من الحوادث والقتال في سن المراهقة والشباب. كما يمكن للذكور في الدول المتقدمة الذين يعيشون حتى سن الرشد أن يتوقعوا الموت في سن أصغر من النساء.

نسب الذكور إلى الإناث في الولايات المتحدة

ذكور إناث
عند الحمل 130-150 100
عند الولادة 105-110 100
في سن العشرين 98 100
في سن 65+ 68 100

تؤدي الممارسات الثقافية الحالية في الصين والهند إلى معدلات أعلى للمواليد الذكور. منذ عام 1979 ، تتبنى الصين سياسة وطنية تسمح للآباء بإنجاب طفل واحد فقط من أجل الحد من النمو السكاني. أدى التفضيل التقليدي للأطفال الذكور والتوافر الفوري لتكنولوجيا الموجات فوق الصوتية إلى أعداد كبيرة من عمليات إجهاض الأجنة الإناث. يحدث هذا على الرغم من حقيقة أن عمليات الإجهاض بغرض منع ولادة الأطفال الإناث غير قانونية. يوجد الآن 119 ولدًا لكل 100 فتاة في الصين ، وفي بعض المناطق تصل النسبة إلى 144 إلى 100. ونتيجة لهذه الممارسة هي الندرة المتزايدة للمرأة القابلة للزواج. اعتبارًا من تعداد عام 2005 ، كان هناك 32 مليون شاب أكثر من النساء في الصين. في حين أن الهند ليس لديها سياسة الطفل الواحد ، إلا أنها تواجه مشكلة مماثلة بسبب الإجهاض الانتقائي للأجنة الإناث ، خاصة في الولايات الأكثر ازدهارًا في شمال الهند. ويرجع ذلك إلى الصعوبة الاقتصادية المتمثلة في تربية أسر كبيرة وتفضيل الأطفال الذكور. قد تكون الزيادة الهائلة في عدد الرجال المقبولين للزواج في الصين والهند متفجرة اجتماعيًا وسياسيًا في المستقبل القريب.

في المجتمعات التي تشجع على شكل من أشكال الزواج حيث يكون للرجل أكثر من زوجة واحدة في نفس الوقت (تعدد الزوجات) ، يولد عدد أكبر من الأطفال الإناث عادة مقارنة بالدول التي يغلب عليها الزواج الأحادي. لماذا يحدث هذا النمط العكسي لنسبة الولادة غير مفهوم تمامًا. ومع ذلك ، فمن المحتمل جدًا أن يكون مرتبطًا بحقيقة أن كل زوجة تمارس اتصالًا جنسيًا أقل تواترًا. تزداد احتمالية حدوث الحمل عند الفتيات عندما يقترب موعد الإباضة. عندما يكون هناك جماع في أوقات أخرى أيضًا ، فمن المرجح أن تنتظر خلايا الحيوانات المنوية التبويض في الطرف العلوي لقناتي فالوب. ليس لديهم ما يقطعونه للوصول إلى البيضة.

أعظم معجزة الحياة - سلسلة فيديو PBS Nova حول الحمل والحمل والولادة
هذا الرابط يأخذك إلى موقع خارجي. للعودة إلى هنا ، يجب النقر فوق الزر & quotback & quot
في برنامج المتصفح الخاص بك. (8 أجزاء كل منها 4-10 دقائق)

لماذا التوائم؟

تعد الولادات المتعددة في نفس الوقت نادرة بالنسبة للإنسان ومعظم أنواع الرئيسيات الأخرى. يبدو أن وجود توأمان أخوي ، ولكن ليس متطابقًا ، يسري في خطوط الأسرة ، وهو أيضًا أكثر احتمالًا إلى حد ما بالنسبة للنساء فوق سن الثلاثين.

التوائم المتماثله أو المتآخيه قد تبدو متشابهة ولكنها ليست متطابقة وراثيا. في الحقيقة هم ليسا أكثر تشابهًا من أي أخ أو أخت. يتشاركون رحم أمهاتهم أثناء الحمل ولكنهم يأتون من بيضتين مختلفتين مخصبتين بحيوانات منوية مختلفة. في وقت لاحق ، يتم استدعاؤهم التوائم ثنائي الزيجوت . على النقيض من ذلك ، فإن التوائم المتماثلة تكون في الغالب متطابقة وراثيا لأنها تنتج من انقسام زيجوت واحد إلى اثنين أو أكثر من التوائم المنفصلة في غضون أيام قليلة بعد الحمل. نتيجة لذلك ، يتم استدعاؤهم التوائم أحادية الزيجوت . إذا لم يحدث انقسام الزيجوت الأصلي حتى اليوم التاسع إلى الثاني عشر بعد الحمل ، فمن المحتمل أن تكون التوائم أحادية الزيجوت التوائم المرآة . أي أنه سيكون لديهم اختلافات صغيرة في صورة المرآة داخليًا وخارجيًا. على سبيل المثال ، قد يكون أحدهما أعسر والآخر يمينًا. وبالمثل ، فإن نقرة البقر في شعرهم في مؤخرة الرأس ستكون على جوانب متقابلة. إذا حدث انقسام البويضة الملقحة بعد اليوم 13 ، فمن المحتمل أن يولد التوأم أحادي الزيجوت ملتصقين.

أالاختلافات بين التوائم أحادية الزيجوت في وقت لاحق من الحياة هي في الغالب نتيجة التأثيرات البيئية وليس الوراثة الوراثية. ومع ذلك ، قد لا تشترك التوائم أحادية الزيجوت في نفس تسلسل الحمض النووي للميتوكوندريا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الميتوكوندريا في الخلية قد يكون لها نسخ مختلفة إلى حد ما من الحمض النووي ، ويمكن أن تتشتت الميتوكوندريا بشكل غير متساو عندما تنشطر البيضة الملقحة. يمكن أن تختلف التوائم أحادية الزيجوت الأنثوية أيضًا بسبب الاختلافات بينهما في تعطيل الكروموسوم X. بعد ذلك ، يمكن أن يكون لدى أنثى توأم حالة مرتبطة بالكروموسوم X مثل ضمور العضلات ويمكن أن يكون التوأم الآخر خاليًا منها.

ملاحظة: تم وصف تعطيل كروموسوم X عند الإناث في نهاية قسم الموضوع الأول من هذا البرنامج التعليمي (& quot؛ هياكل الخلايا الأساسية & quot) وتم وصف الحمض النووي للميتوكوندريا في قسم الموضوع الأخير (& quot المستوى الجزيئي للوراثة & quot).

كانت هناك حالة مسجلة واحدة على الأقل لتوائم متطابقة من جانب أمهاتهم لكنهم يشاركون فقط نصف جينات والدهم. ينتج هذا التوائم & quotsemi المتطابقة & quot من خليتين منويتين تخصبان البويضة نفسها. يبدو أن هذا الإخصاب المزدوج للبويضة يحدث في حوالي 1 ٪ من تصورات الإنسان. في معظم الحالات ، يكون الجنين غير قابل للحياة ويموت.

د يمكن أيضًا إنتاج التوائم اليزيجوتية عندما تمارس المرأة الجماع الجنسي مع أكثر من رجل في وقت الإباضة. إذا تم إطلاق عدة بويضات قابلة للحياة من مبيضيها ، فيمكن إخصاب كل منها بواسطة حيوان منوي من رجل مختلف. يشار إلى هذا باسم الأبوة الغيرية.


لماذا Intersex؟

عادة في البشر ، تجمع خلية منوية واحدة بين كروموسوماتها وكروموسومات بويضة واحدة عند الحمل والتي بدورها تتطور إلى جنين واحد سيصبح جنينًا. ومع ذلك ، نادرًا ما تندمج اثنتان من الزيجوت وتصبحان جنينًا واحدًا. إذا نجا من الحمل سيولد الطفل الذي هو حقيقي الوهم - هو اثنان وراثيا & quot؛ شخصان & quot في جسد واحد. إذا لم يكن هذان الشخصان & quot؛ الأشخاص & quot من نفس الجنس ، فمن المحتمل أن يكون الطفل ثنائي الجنس الفرد (المعروف أيضًا باسم خنثى ) - سيحتوي على أعضاء جنسية من الذكور والإناث وأنسجة الجسم الأخرى. يعتقد بعض الباحثين أن تواتر ولادة الكيميرا سيزداد لأن الإخصاب في المختبر يصبح أكثر شيوعًا حيث يتم وضع جنينين أو أكثر في الرحم مع هذا الإجراء.

أخبار: في 16 كانون الثاني (يناير) 2005 ، أنجبت امرأة رومانية تبلغ من العمر 66 عامًا تدعى أدريانا إليسكو ابنة. وهذا يجعلها أكبر امرأة حاملًا وتلد طفلًا حيًا. تم زرعها ببويضة مخصبة من امرأة أصغر سناً. كان عمر الطفل 6 أسابيع ووزنه 1.4 كيلوغرام فقط (3.1 رطل) ، وهو أقل من نصف الوزن الطبيعي لحديثي الولادة. مات جنينان آخران أثناء الحمل (News at Nature.com ، 17 كانون الثاني (يناير) 2005).

الأخبار: في عدد 23 أغسطس 2009 من رسائل علم الأحياء، كريستين نافارا من جامعة جورجيا نتائج مسح 202 دولة لبيانات حول نسب الذكور إلى الإناث عند الولادة. وأشارت إلى أن هناك انحرافًا في نسب الجنس التي تتوافق مع خط العرض. في خطوط العرض المعتدلة وشبه القطبية ، هناك عدد أكبر قليلاً من الأولاد المولودين مقارنة بخطوط العرض الاستوائية. قالت نافارا إن هذه الاختلافات كانت مستقلة عن الممارسات الثقافية والوضع الاجتماعي والاقتصادي للأسر.

حقوق النشر 1997-2014 بواسطة Dennis O'Neil. كل الحقوق محفوظة.
اعتمادات التوضيح


محتويات

التكاثر اللاجنسي هو عملية تخلق بها الكائنات نسخًا متشابهة وراثيًا أو متطابقة من نفسها دون مساهمة مادة وراثية من كائن حي آخر. تنقسم البكتيريا لاجنسيًا عن طريق فيروسات الانشطار الثنائي التي تسيطر على الخلايا المضيفة لإنتاج المزيد من الفيروسات Hydras (اللافقاريات من الترتيب هيدرويد) والخمائر قادرة على التكاثر عن طريق التبرعم. غالبًا ما لا تمتلك هذه الكائنات جنسًا مختلفًا ، ويمكنها "تقسيم" نفسها إلى نسختين أو أكثر من نفسها. تمتلك معظم النباتات القدرة على التكاثر اللاجنسي ويُعتقد أن نوع النمل Mycocepurus smithii يتكاثر كليًا بوسائل لاجنسية.

بعض الأنواع القادرة على التكاثر اللاجنسي ، مثل الهيدرا والخميرة (انظر تزاوج الخمائر) وقنديل البحر ، قد تتكاثر أيضًا عن طريق الاتصال الجنسي. على سبيل المثال ، معظم النباتات قادرة على التكاثر الخضري - التكاثر بدون بذور أو أبواغ - ولكن يمكنها أيضًا التكاثر عن طريق الاتصال الجنسي. وبالمثل ، قد تتبادل البكتيريا المعلومات الجينية عن طريق الاقتران.

تشمل الطرق الأخرى للتكاثر اللاجنسي التوالد العذري والتفتت وتكوين البوغ الذي يتضمن الانقسام الفتيلي فقط. التوالد العذري هو نمو وتطور الجنين أو البذرة بدون إخصاب من قبل الذكر. يحدث التوالد العذري بشكل طبيعي في بعض الأنواع ، بما في ذلك النباتات السفلية (حيث تسمى أبوميكسيس) ، واللافقاريات (مثل براغيث الماء ، والمن ، وبعض النحل والدبابير الطفيلية) ، والفقاريات (على سبيل المثال ، بعض الزواحف ، [3] الأسماك ، ونادرًا جدًا ، الطيور [4] وأسماك القرش [5]). يستخدم أحيانًا أيضًا لوصف أنماط التكاثر في الأنواع الخنثى التي يمكنها تخصيب نفسها.

التكاثر الجنسي هو عملية بيولوجية تخلق كائنًا جديدًا من خلال الجمع بين المادة الوراثية لكائنين في عملية تبدأ بالانقسام الاختزالي ، وهو نوع متخصص من انقسام الخلايا. يساهم كل من كائنين أصليين في نصف التركيب الجيني للنسل من خلال تكوين أمشاج أحادية العدد. [6] معظم الكائنات الحية تشكل نوعين مختلفين من الأمشاج. في هذه متباين يُشار إلى الجنسين على أنهما ذكر (ينتج حيوانات منوية أو مجهرية) وأنثى (تنتج البويضات أو المساحات الضخمة). [7] في الأنواع المتشابهة، الأمشاج متشابهة أو متطابقة في الشكل (isogametes) ، ولكن قد يكون لها خصائص قابلة للفصل ومن ثم يمكن إعطاؤها أسماء مختلفة (انظر isogamy). على سبيل المثال ، في الطحالب الخضراء ، كلاميدوموناس رينهاردتي، هناك ما يسمى الأمشاج "زائد" و "ناقص". أنواع قليلة من الكائنات الحية ، مثل العديد من الفطريات والأهداب Paramecium aurelia، [8] لديهم أكثر من "جنسين" ، تسمى syngens. تتكاثر معظم الحيوانات (بما في ذلك البشر) والنباتات عن طريق الاتصال الجنسي. تمتلك الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا مجموعات مختلفة من الجينات لكل سمة (تسمى الأليلات). يرث النسل أليلًا واحدًا لكل سمة من كل والد. وبالتالي ، فإن النسل لديه مزيج من جينات الوالدين. يُعتقد أن "إخفاء الأليلات الضارة يفضّل تطور طور ثنائي الصبغيات سائد في الكائنات الحية التي تتناوب بين أطوار أحادية الصيغة الصبغية وثنائية الصبغيات" حيث يحدث إعادة التركيب بحرية. [9] [10]

تتكاثر الطحالب عن طريق الاتصال الجنسي ، ولكن الكائنات الأكبر حجما والتي يتم رؤيتها بشكل شائع هي أحادية العدد وتنتج الأمشاج. تندمج الأمشاج لتشكل زيجوتًا يتطور إلى سبورانجيوم ، والذي ينتج بدوره جراثيم أحادية العدد. المرحلة ثنائية الصيغة الصبغية صغيرة نسبيًا وقصيرة العمر مقارنة بمرحلة أحادية الصيغة الصبغية ، أي هيمنة أحادية العدد. ميزة ثنائية الصبغيات ، التغاير ، موجودة فقط في جيل الحياة ثنائي الصيغة الصبغية. تحتفظ الطحالب بالتكاثر الجنسي على الرغم من حقيقة أن المرحلة الفردية لا تستفيد من التغاير. قد يكون هذا مؤشرا على أن التكاثر الجنسي له مزايا أخرى غير التغاير ، مثل إعادة التركيب الجيني بين أعضاء الأنواع ، مما يسمح بالتعبير عن مجموعة واسعة من السمات ، وبالتالي يجعل السكان أكثر قدرة على البقاء على قيد الحياة التنوع البيئي.

الإخصاب الخلطي

اللوجامي هو إخصاب مزيج من الأمشاج من والدين ، بشكل عام البويضة من فرد مع الحيوانات المنوية للآخر. (في الأنواع المتشابهة ، لن يتم تعريف الأمشاجين على أنهما حيوانات منوية أو بويضة.)

الزواج الذاتي

يحدث الإخصاب الذاتي ، المعروف أيضًا باسم الزواج الذاتي ، في الكائنات الخنوثة حيث يأتي الأمشاجان اللذان يندمجان في الإخصاب من نفس الفرد ، على سبيل المثال ، العديد من النباتات الوعائية ، وبعض المنخربات ، وبعض الأهداب. في بعض الأحيان يتم استبدال مصطلح "الزواج الذاتي" بالتلقيح الذاتي (لا يؤدي بالضرورة إلى إخصاب ناجح) ويصف التلقيح الذاتي داخل نفس الزهرة ، ويتميز عن التلقيح الجغرافي ، ونقل حبوب اللقاح إلى زهرة مختلفة على نفس النبات المزهر ، [11] أو داخل نبتة عاريات البذور أحادية النوع.

الانقسام والانقسام الاختزالي

الانقسام والانقسام الاختزالي نوعان من انقسام الخلايا. يحدث الانقسام الخيطي في الخلايا الجسدية ، بينما يحدث الانقسام الاختزالي في الأمشاج.

الانقسام المتساوي عدد الخلايا الناتج في الانقسام هو ضعف عدد الخلايا الأصلية. عدد الكروموسومات في الخلايا الوليدة هو نفسه في الخلية الأم.

الانقسام الاختزالي عدد الخلايا الناتج هو أربعة أضعاف عدد الخلايا الأصلية. ينتج عن هذا خلايا بها نصف عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية الأم. تضاعف الخلية ثنائية الصبغة نفسها ، ثم تخضع لانقسامين (رباعي الصبغية إلى ثنائي الصبغية إلى أحادي الصيغة الصبغية) ، في العملية مكونة أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية. تحدث هذه العملية على مرحلتين ، الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني.

في العقود الأخيرة ، كان علماء الأحياء التنموية يبحثون ويطورون تقنيات لتسهيل التكاثر من نفس الجنس. [12] الأساليب الواضحة ، التي تخضع لقدر متزايد من النشاط ، هي الحيوانات المنوية الأنثوية وذكور البويضات ، مع اقتراب الحيوانات المنوية الأنثوية من كونها حقيقة واقعة للبشر. في عام 2004 ، من خلال تغيير وظيفة عدد قليل من الجينات المشاركة في البصمة ، قام علماء يابانيون آخرون بدمج بيضتين من الفئران لإنتاج فئران بنت [13] وفي عام 2018 أنشأ العلماء الصينيون 29 أنثى فأرة من إناث الفئران لكنهم لم يتمكنوا من إنتاج ذرية قابلة للحياة. من اثنين من أب الفئران. [14] [15]

هناك مجموعة واسعة من استراتيجيات الإنجاب التي تستخدمها الأنواع المختلفة. لا تصل بعض الحيوانات ، مثل الإنسان والجانيت الشمالي ، إلى مرحلة النضج الجنسي لسنوات عديدة بعد الولادة وحتى بعد ذلك تنجب القليل من النسل. يتكاثر البعض الآخر بسرعة ، لكن في ظل الظروف العادية ، لا يعيش معظم الأبناء حتى سن الرشد. على سبيل المثال ، يمكن للأرنب (الناضج بعد 8 أشهر) أن ينتج 10-30 نسل سنويًا ، ويمكن لذبابة الفاكهة (تنضج بعد 10-14 يومًا) أن تنتج ما يصل إلى 900 نسل سنويًا. تُعرف هاتان الاستراتيجيتان الرئيسيتان باسم اختيار K (عدد قليل من النسل) واختيار r (العديد من النسل). تعتمد الاستراتيجية التي يفضلها التطور على مجموعة متنوعة من الظروف. يمكن للحيوانات التي لديها عدد قليل من النسل تكريس المزيد من الموارد لرعاية وحماية كل ذرية على حدة ، وبالتالي تقليل الحاجة إلى العديد من النسل. من ناحية أخرى ، قد تخصص الحيوانات التي لديها العديد من النسل موارد أقل لكل نسل فردي لهذه الأنواع من الحيوانات ، ومن الشائع أن يموت العديد من الأبناء بعد الولادة بفترة وجيزة ، ولكن عادة ما يبقى عدد كافٍ من الأفراد على قيد الحياة للحفاظ على السكان. بعض الكائنات الحية مثل نحل العسل وذباب الفاكهة تحتفظ بالحيوانات المنوية في عملية تسمى تخزين الحيوانات المنوية وبالتالي زيادة مدة خصوبتها.

أنواع أخرى

  • الحيوانات متعددة الحلقات تتكاثر بشكل متقطع طوال حياتهم.
  • كائنات نصف متجانسة تتكاثر مرة واحدة فقط في حياتها ، مثل النباتات السنوية (بما في ذلك جميع محاصيل الحبوب) ، وأنواع معينة من السلمون والعنكبوت والخيزران ونبات القرن. في كثير من الأحيان يموتون بعد وقت قصير من التكاثر. غالبًا ما يرتبط هذا مع الاستراتيجيين r.
  • الكائنات غير المتجانسة تنتج ذرية في دورات متتالية (مثل السنوية أو الموسمية) ، مثل النباتات المعمرة. تعيش الحيوانات غير المتجانسة على مدى مواسم متعددة (أو تغيرات دورية في الحالة). هذا مرتبط بشكل أكبر بـ K- الإستراتيجيين.

تميل الكائنات الحية التي تتكاثر من خلال التكاثر اللاجنسي إلى النمو بشكل كبير. ومع ذلك ، نظرًا لأنهم يعتمدون على الطفرات في التغيرات في الحمض النووي الخاص بهم ، فإن جميع أعضاء الأنواع لديهم نقاط ضعف مماثلة. تنتج الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا عددًا أقل من النسل ، لكن القدر الكبير من التباين في جيناتها يجعلها أقل عرضة للإصابة بالأمراض.

يمكن للعديد من الكائنات الحية أن تتكاثر عن طريق الاتصال الجنسي وكذلك اللاجنسي. Aphids, slime molds, sea anemones, some species of starfish (by fragmentation), and many plants are examples. When environmental factors are favorable, asexual reproduction is employed to exploit suitable conditions for survival such as an abundant food supply, adequate shelter, favorable climate, disease, optimum pH or a proper mix of other lifestyle requirements. Populations of these organisms increase exponentially via asexual reproductive strategies to take full advantage of the rich supply resources.

When food sources have been depleted, the climate becomes hostile, or individual survival is jeopardized by some other adverse change in living conditions, these organisms switch to sexual forms of reproduction. Sexual reproduction ensures a mixing of the gene pool of the species. The variations found in offspring of sexual reproduction allow some individuals to be better suited for survival and provide a mechanism for selective adaptation to occur. The meiosis stage of the sexual cycle also allows especially effective repair of DNA damages (see Meiosis). [ بحاجة لمصدر ] In addition, sexual reproduction usually results in the formation of a life stage that is able to endure the conditions that threaten the offspring of an asexual parent. Thus, seeds, spores, eggs, pupae, cysts or other "over-wintering" stages of sexual reproduction ensure the survival during unfavorable times and the organism can "wait out" adverse situations until a swing back to suitability occurs.

The existence of life without reproduction is the subject of some speculation. The biological study of how the origin of life produced reproducing organisms from non-reproducing elements is called abiogenesis. Whether or not there were several independent abiogenetic events, biologists believe that the last universal ancestor to all present life on Earth lived about 3.5 billion years ago.

Scientists have speculated about the possibility of creating life non-reproductively in the laboratory. Several scientists have succeeded in producing simple viruses from entirely non-living materials. [16] However, viruses are often regarded as not alive. Being nothing more than a bit of RNA or DNA in a protein capsule, they have no metabolism and can only replicate with the assistance of a hijacked cell's metabolic machinery.

The production of a truly living organism (e.g. a simple bacterium) with no ancestors would be a much more complex task, but may well be possible to some degree according to current biological knowledge. A synthetic genome has been transferred into an existing bacterium where it replaced the native DNA, resulting in the artificial production of a new M. mycoides الكائن الحي. [17]

There is some debate within the scientific community over whether this cell can be considered completely synthetic [18] on the grounds that the chemically synthesized genome was an almost 1:1 copy of a naturally occurring genome and, the recipient cell was a naturally occurring bacterium. The Craig Venter Institute maintains the term "synthetic bacterial cell" but they also clarify ". we do not consider this to be "creating life from scratch" but rather we are creating new life out of already existing life using synthetic DNA". [19] Venter plans to patent his experimental cells, stating that "they are pretty clearly human inventions". [18] Its creators suggests that building 'synthetic life' would allow researchers to learn about life by building it, rather than by tearing it apart. They also propose to stretch the boundaries between life and machines until the two overlap to yield "truly programmable organisms". [20] Researchers involved stated that the creation of "true synthetic biochemical life" is relatively close in reach with current technology and cheap compared to the effort needed to place man on the Moon. [21]

Sexual reproduction has many drawbacks, since it requires far more energy than asexual reproduction and diverts the organisms from other pursuits, and there is some argument about why so many species use it. George C. Williams used lottery tickets as an analogy in one explanation for the widespread use of sexual reproduction. [22] He argued that asexual reproduction, which produces little or no genetic variety in offspring, was like buying many tickets that all have the same number, limiting the chance of "winning" – that is, producing surviving offspring. Sexual reproduction, he argued, was like purchasing fewer tickets but with a greater variety of numbers and therefore a greater chance of success. The point of this analogy is that since asexual reproduction does not produce genetic variations, there is little ability to quickly adapt to a changing environment. The lottery principle is less accepted these days because of evidence that asexual reproduction is more prevalent in unstable environments, the opposite of what it predicts. [ بحاجة لمصدر ]


محتويات

Cells are of two types: eukaryotic, which contain a nucleus, and prokaryotic, which do not. Prokaryotes are single-celled organisms, while eukaryotes can be either single-celled or multicellular.

Prokaryotic cells

Prokaryotes include bacteria and archaea, two of the three domains of life. Prokaryotic cells were the first form of life on Earth, characterized by having vital biological processes including cell signaling. They are simpler and smaller than eukaryotic cells, and lack a nucleus, and other membrane-bound organelles. The DNA of a prokaryotic cell consists of a single circular chromosome that is in direct contact with the cytoplasm. The nuclear region in the cytoplasm is called the nucleoid. Most prokaryotes are the smallest of all organisms ranging from 0.5 to 2.0 μm in diameter. [13]

A prokaryotic cell has three regions:

  • Enclosing the cell is the cell envelope – generally consisting of a plasma membrane covered by a cell wall which, for some bacteria, may be further covered by a third layer called a capsule. Though most prokaryotes have both a cell membrane and a cell wall, there are exceptions such as الميكوبلازما (bacteria) and ثيرموبلازما (archaea) which only possess the cell membrane layer. The envelope gives rigidity to the cell and separates the interior of the cell from its environment, serving as a protective filter. The cell wall consists of peptidoglycan in bacteria, and acts as an additional barrier against exterior forces. It also prevents the cell from expanding and bursting (cytolysis) from osmotic pressure due to a hypotonic environment. Some eukaryotic cells (plant cells and fungal cells) also have a cell wall.
  • Inside the cell is the cytoplasmic region that contains the genome (DNA), ribosomes and various sorts of inclusions. [4] The genetic material is freely found in the cytoplasm. Prokaryotes can carry extrachromosomal DNA elements called plasmids, which are usually circular. Linear bacterial plasmids have been identified in several species of spirochete bacteria, including members of the genus بوريليا notably بوريليا برغدورفيرية, which causes Lyme disease. [14] Though not forming a nucleus, the DNA is condensed in a nucleoid. Plasmids encode additional genes, such as antibiotic resistance genes.
  • On the outside, flagella and pili project from the cell's surface. These are structures (not present in all prokaryotes) made of proteins that facilitate movement and communication between cells.

الخلايا حقيقية النواة

Plants, animals, fungi, slime moulds, protozoa, and algae are all eukaryotic. These cells are about fifteen times wider than a typical prokaryote and can be as much as a thousand times greater in volume. The main distinguishing feature of eukaryotes as compared to prokaryotes is compartmentalization: the presence of membrane-bound organelles (compartments) in which specific activities take place. Most important among these is a cell nucleus, [4] an organelle that houses the cell's DNA. This nucleus gives the eukaryote its name, which means "true kernel (nucleus)". Other differences include:

  • The plasma membrane resembles that of prokaryotes in function, with minor differences in the setup. Cell walls may or may not be present.
  • The eukaryotic DNA is organized in one or more linear molecules, called chromosomes, which are associated with histone proteins. All chromosomal DNA is stored in the cell nucleus, separated from the cytoplasm by a membrane. [4] Some eukaryotic organelles such as mitochondria also contain some DNA.
  • Many eukaryotic cells are ciliated with primary cilia. Primary cilia play important roles in chemosensation, mechanosensation, and thermosensation. Each cilium may thus be "viewed as a sensory cellular antennae that coordinates a large number of cellular signaling pathways, sometimes coupling the signaling to ciliary motility or alternatively to cell division and differentiation." [15]
  • Motile eukaryotes can move using motile cilia or flagella. Motile cells are absent in conifers and flowering plants. [16] Eukaryotic flagella are more complex than those of prokaryotes. [17]

All cells, whether prokaryotic or eukaryotic, have a membrane that envelops the cell, regulates what moves in and out (selectively permeable), and maintains the electric potential of the cell. Inside the membrane, the cytoplasm takes up most of the cell's volume. All cells (except red blood cells which lack a cell nucleus and most organelles to accommodate maximum space for hemoglobin) possess DNA, the hereditary material of genes, and RNA, containing the information necessary to build various proteins such as enzymes, the cell's primary machinery. There are also other kinds of biomolecules in cells. This article lists these primary cellular components, then briefly describes their function.

Membrane

The cell membrane, or plasma membrane, is a biological membrane that surrounds the cytoplasm of a cell. In animals, the plasma membrane is the outer boundary of the cell, while in plants and prokaryotes it is usually covered by a cell wall. This membrane serves to separate and protect a cell from its surrounding environment and is made mostly from a double layer of phospholipids, which are amphiphilic (partly hydrophobic and partly hydrophilic). Hence, the layer is called a phospholipid bilayer, or sometimes a fluid mosaic membrane. Embedded within this membrane is a macromolecular structure called the porosome the universal secretory portal in cells and a variety of protein molecules that act as channels and pumps that move different molecules into and out of the cell. [4] The membrane is semi-permeable, and selectively permeable, in that it can either let a substance (molecule or ion) pass through freely, pass through to a limited extent or not pass through at all. Cell surface membranes also contain receptor proteins that allow cells to detect external signaling molecules such as hormones.

الهيكل الخلوي

The cytoskeleton acts to organize and maintain the cell's shape anchors organelles in place helps during endocytosis, the uptake of external materials by a cell, and cytokinesis, the separation of daughter cells after cell division and moves parts of the cell in processes of growth and mobility. The eukaryotic cytoskeleton is composed of microtubules, intermediate filaments and microfilaments. In the cytoskeleton of a neuron the intermediate filaments are known as neurofilaments. There are a great number of proteins associated with them, each controlling a cell's structure by directing, bundling, and aligning filaments. [4] The prokaryotic cytoskeleton is less well-studied but is involved in the maintenance of cell shape, polarity and cytokinesis. [19] The subunit protein of microfilaments is a small, monomeric protein called actin. The subunit of microtubules is a dimeric molecule called tubulin. Intermediate filaments are heteropolymers whose subunits vary among the cell types in different tissues. But some of the subunit protein of intermediate filaments include vimentin, desmin, lamin (lamins A, B and C), keratin (multiple acidic and basic keratins), neurofilament proteins (NF–L, NF–M).

Genetic material

Two different kinds of genetic material exist: deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA). Cells use DNA for their long-term information storage. The biological information contained in an organism is encoded in its DNA sequence. [4] RNA is used for information transport (e.g., mRNA) and enzymatic functions (e.g., ribosomal RNA). Transfer RNA (tRNA) molecules are used to add amino acids during protein translation.

Prokaryotic genetic material is organized in a simple circular bacterial chromosome in the nucleoid region of the cytoplasm. Eukaryotic genetic material is divided into different, [4] linear molecules called chromosomes inside a discrete nucleus, usually with additional genetic material in some organelles like mitochondria and chloroplasts (see endosymbiotic theory).

A human cell has genetic material contained in the cell nucleus (the nuclear genome) and in the mitochondria (the mitochondrial genome). In humans the nuclear genome is divided into 46 linear DNA molecules called chromosomes, including 22 homologous chromosome pairs and a pair of sex chromosomes. The mitochondrial genome is a circular DNA molecule distinct from the nuclear DNA. Although the mitochondrial DNA is very small compared to nuclear chromosomes, [4] it codes for 13 proteins involved in mitochondrial energy production and specific tRNAs.

Foreign genetic material (most commonly DNA) can also be artificially introduced into the cell by a process called transfection. This can be transient, if the DNA is not inserted into the cell's genome, or stable, if it is. Certain viruses also insert their genetic material into the genome.

Organelles

Organelles are parts of the cell which are adapted and/or specialized for carrying out one or more vital functions, analogous to the organs of the human body (such as the heart, lung, and kidney, with each organ performing a different function). [4] Both eukaryotic and prokaryotic cells have organelles, but prokaryotic organelles are generally simpler and are not membrane-bound.

There are several types of organelles in a cell. Some (such as the nucleus and golgi apparatus) are typically solitary, while others (such as mitochondria, chloroplasts, peroxisomes and lysosomes) can be numerous (hundreds to thousands). The cytosol is the gelatinous fluid that fills the cell and surrounds the organelles.

حقيقيات النوى

  • Cell nucleus: A cell's information center, the cell nucleus is the most conspicuous organelle found in a eukaryotic cell. It houses the cell's chromosomes, and is the place where almost all DNA replication and RNA synthesis (transcription) occur. The nucleus is spherical and separated from the cytoplasm by a double membrane called the nuclear envelope. The nuclear envelope isolates and protects a cell's DNA from various molecules that could accidentally damage its structure or interfere with its processing. During processing, DNA is transcribed, or copied into a special RNA, called messenger RNA (mRNA). This mRNA is then transported out of the nucleus, where it is translated into a specific protein molecule. The nucleolus is a specialized region within the nucleus where ribosome subunits are assembled. In prokaryotes, DNA processing takes place in the cytoplasm. [4]
  • Mitochondria and chloroplasts: generate energy for the cell. Mitochondria are self-replicating organelles that occur in various numbers, shapes, and sizes in the cytoplasm of all eukaryotic cells. [4]Respiration occurs in the cell mitochondria, which generate the cell's energy by oxidative phosphorylation, using oxygen to release energy stored in cellular nutrients (typically pertaining to glucose) to generate ATP. Mitochondria multiply by binary fission, like prokaryotes. Chloroplasts can only be found in plants and algae, and they capture the sun's energy to make carbohydrates through photosynthesis.
  • الشبكة الأندوبلازمية: The endoplasmic reticulum (ER) is a transport network for molecules targeted for certain modifications and specific destinations, as compared to molecules that float freely in the cytoplasm. The ER has two forms: the rough ER, which has ribosomes on its surface that secrete proteins into the ER, and the smooth ER, which lacks ribosomes. [4] The smooth ER plays a role in calcium sequestration and release.
  • Golgi apparatus: The primary function of the Golgi apparatus is to process and package the macromolecules such as proteins and lipids that are synthesized by the cell.
  • Lysosomes and peroxisomes: Lysosomes contain digestive enzymes (acid hydrolases). They digest excess or worn-out organelles, food particles, and engulfed viruses or bacteria. Peroxisomes have enzymes that rid the cell of toxic peroxides. The cell could not house these destructive enzymes if they were not contained in a membrane-bound system. [4]
  • جسيم مركزي: the cytoskeleton organiser: The centrosome produces the microtubules of a cell – a key component of the cytoskeleton. It directs the transport through the ER and the Golgi apparatus. Centrosomes are composed of two centrioles, which separate during cell division and help in the formation of the mitotic spindle. A single centrosome is present in the animal cells. They are also found in some fungi and algae cells.
  • Vacuoles: Vacuoles sequester waste products and in plant cells store water. They are often described as liquid filled space and are surrounded by a membrane. Some cells, most notably الأميبا, have contractile vacuoles, which can pump water out of the cell if there is too much water. The vacuoles of plant cells and fungal cells are usually larger than those of animal cells.

Eukaryotic and prokaryotic

  • الريبوسومات: The ribosome is a large complex of RNA and protein molecules. [4] They each consist of two subunits, and act as an assembly line where RNA from the nucleus is used to synthesise proteins from amino acids. Ribosomes can be found either floating freely or bound to a membrane (the rough endoplasmatic reticulum in eukaryotes, or the cell membrane in prokaryotes). [20]

Many cells also have structures which exist wholly or partially outside the cell membrane. These structures are notable because they are not protected from the external environment by the semipermeable cell membrane. In order to assemble these structures, their components must be carried across the cell membrane by export processes.

جدار الخلية

Many types of prokaryotic and eukaryotic cells have a cell wall. The cell wall acts to protect the cell mechanically and chemically from its environment, and is an additional layer of protection to the cell membrane. Different types of cell have cell walls made up of different materials plant cell walls are primarily made up of cellulose, fungi cell walls are made up of chitin and bacteria cell walls are made up of peptidoglycan.

بدائية النواة

كبسولة

A gelatinous capsule is present in some bacteria outside the cell membrane and cell wall. The capsule may be polysaccharide as in pneumococci, meningococci or polypeptide as عصيات الجمرة الخبيثة or hyaluronic acid as in streptococci. Capsules are not marked by normal staining protocols and can be detected by India ink or methyl blue which allows for higher contrast between the cells for observation. [21] : 87

Flagella

Flagella are organelles for cellular mobility. The bacterial flagellum stretches from cytoplasm through the cell membrane(s) and extrudes through the cell wall. They are long and thick thread-like appendages, protein in nature. A different type of flagellum is found in archaea and a different type is found in eukaryotes.

Fimbriae

A fimbria (plural fimbriae also known as a pilus, plural pili) is a short, thin, hair-like filament found on the surface of bacteria. Fimbriae are formed of a protein called pilin (antigenic) and are responsible for the attachment of bacteria to specific receptors on human cells (cell adhesion). There are special types of pili involved in bacterial conjugation.

تكرار

Cell division involves a single cell (called a mother cell) dividing into two daughter cells. This leads to growth in multicellular organisms (the growth of tissue) and to procreation (vegetative reproduction) in unicellular organisms. Prokaryotic cells divide by binary fission, while eukaryotic cells usually undergo a process of nuclear division, called mitosis, followed by division of the cell, called cytokinesis. A diploid cell may also undergo meiosis to produce haploid cells, usually four. Haploid cells serve as gametes in multicellular organisms, fusing to form new diploid cells.

DNA replication, or the process of duplicating a cell's genome, [4] always happens when a cell divides through mitosis or binary fission. This occurs during the S phase of the cell cycle.

In meiosis, the DNA is replicated only once, while the cell divides twice. DNA replication only occurs before meiosis I. DNA replication does not occur when the cells divide the second time, in meiosis II. [22] Replication, like all cellular activities, requires specialized proteins for carrying out the job. [4]

DNA repair

In general, cells of all organisms contain enzyme systems that scan their DNA for damages and carry out repair processes when damages are detected. [23] Diverse repair processes have evolved in organisms ranging from bacteria to humans. The widespread prevalence of these repair processes indicates the importance of maintaining cellular DNA in an undamaged state in order to avoid cell death or errors of replication due to damages that could lead to mutation. بكتريا قولونية bacteria are a well-studied example of a cellular organism with diverse well-defined DNA repair processes. These include: (1) nucleotide excision repair, (2) DNA mismatch repair, (3) non-homologous end joining of double-strand breaks, (4) recombinational repair and (5) light-dependent repair (photoreactivation).

Growth and metabolism

Between successive cell divisions, cells grow through the functioning of cellular metabolism. Cell metabolism is the process by which individual cells process nutrient molecules. Metabolism has two distinct divisions: catabolism, in which the cell breaks down complex molecules to produce energy and reducing power, and anabolism, in which the cell uses energy and reducing power to construct complex molecules and perform other biological functions. Complex sugars consumed by the organism can be broken down into simpler sugar molecules called monosaccharides such as glucose. Once inside the cell, glucose is broken down to make adenosine triphosphate (ATP), [4] a molecule that possesses readily available energy, through two different pathways.

تخليق البروتين

Cells are capable of synthesizing new proteins, which are essential for the modulation and maintenance of cellular activities. This process involves the formation of new protein molecules from amino acid building blocks based on information encoded in DNA/RNA. Protein synthesis generally consists of two major steps: transcription and translation.

Transcription is the process where genetic information in DNA is used to produce a complementary RNA strand. This RNA strand is then processed to give messenger RNA (mRNA), which is free to migrate through the cell. mRNA molecules bind to protein-RNA complexes called ribosomes located in the cytosol, where they are translated into polypeptide sequences. The ribosome mediates the formation of a polypeptide sequence based on the mRNA sequence. The mRNA sequence directly relates to the polypeptide sequence by binding to transfer RNA (tRNA) adapter molecules in binding pockets within the ribosome. The new polypeptide then folds into a functional three-dimensional protein molecule.

Motility

Unicellular organisms can move in order to find food or escape predators. Common mechanisms of motion include flagella and cilia.

In multicellular organisms, cells can move during processes such as wound healing, the immune response and cancer metastasis. For example, in wound healing in animals, white blood cells move to the wound site to kill the microorganisms that cause infection. Cell motility involves many receptors, crosslinking, bundling, binding, adhesion, motor and other proteins. [24] The process is divided into three steps – protrusion of the leading edge of the cell, adhesion of the leading edge and de-adhesion at the cell body and rear, and cytoskeletal contraction to pull the cell forward. Each step is driven by physical forces generated by unique segments of the cytoskeleton. [25] [26]

Navigation, control and communication

In August 2020, scientists described one way cells – in particular cells of a slime mold and mouse pancreatic cancer–derived cells – are able to navigate efficiently through a body and identify the best routes through complex mazes: generating gradients after breaking down diffused chemoattractants which enable them to sense upcoming maze junctions before reaching them, including around corners. [27] [28] [29]


Multiple fission

Some algae, some protozoans, and the true slime molds ( Myxomycetes) regularly divide by multiple fission. In such cases the nucleus undergoes several mitotic divisions, producing a number of nuclei. After the nuclear divisions are complete, the cytoplasm separates, and each nucleus becomes encased in its own membrane to form an individual cell. In the Myxomycetes, the fusion of two haploid gametes or the fusion of two or more diploid zygotes (the structures that result from the union of two sex cells) results in the formation of a plasmodium—a motile, multinucleate mass of cytoplasm. The nuclei are in a syncytium, that is, there are no cell boundaries, and the nuclei flow freely in the motile plasmodium. As it feeds, the plasmodium enlarges, and the nuclei divide synchronously about once every 24 hours. The plasmodium may become very large, with millions of nuclei, but, ultimately, when conditions are right, it forms a series of small bumps, each of which becomes a small, fruiting body (a structure that bears the spores). During this process the nuclei undergo meiosis, and the final haploid nuclei are then isolated into uninucleate spores (reproductive bodies).


محتويات

Asexual reproduction is a process by which organisms create genetically similar or identical copies of themselves without the contribution of genetic material from another organism. Bacteria divide asexually via binary fission viruses take control of host cells to produce more viruses Hydras (invertebrates of the order Hydroidea) and yeasts are able to reproduce by budding. These organisms often do not possess different sexes, and they are capable of "splitting" themselves into two or more copies of themselves. Most plants have the ability to reproduce asexually and the ant species Mycocepurus smithii is thought to reproduce entirely by asexual means.

Some species that are capable of reproducing asexually, like hydra, yeast (See Mating of yeasts) and jellyfish, may also reproduce sexually. For instance, most plants are capable of vegetative reproduction—reproduction without seeds or spores—but can also reproduce sexually. Likewise, bacteria may exchange genetic information by conjugation.

Other ways of asexual reproduction include parthenogenesis, fragmentation and spore formation that involves only mitosis. Parthenogenesis is the growth and development of embryo or seed without fertilization by a male. Parthenogenesis occurs naturally in some species, including lower plants (where it is called apomixis), invertebrates (e.g. water fleas, aphids, some bees and parasitic wasps), and vertebrates (e.g. some reptiles, [3] fish, and, very rarely, birds [4] and sharks [5] ). It is sometimes also used to describe reproduction modes in hermaphroditic species which can self-fertilize.

Sexual reproduction is a biological process that creates a new organism by combining the genetic material of two organisms in a process that starts with meiosis, a specialized type of cell division. Each of two parent organisms contributes half of the offspring's genetic makeup by creating haploid gametes. [6] Most organisms form two different types of gametes. في هذه anisogamous species, the two sexes are referred to as male (producing sperm or microspores) and female (producing ova or megaspores). [7] In isogamous species, the gametes are similar or identical in form (isogametes), but may have separable properties and then may be given other different names (see isogamy). For example, in the green alga, كلاميدوموناس رينهاردتي, there are so-called "plus" and "minus" gametes. A few types of organisms, such as many fungi and the ciliate Paramecium aurelia, [8] have more than two "sexes", called syngens. Most animals (including humans) and plants reproduce sexually. Sexually reproducing organisms have different sets of genes for every trait (called alleles). Offspring inherit one allele for each trait from each parent. Thus, offspring have a combination of the parents' genes. It is believed that "the masking of deleterious alleles favors the evolution of a dominant diploid phase in organisms that alternate between haploid and diploid phases" where recombination occurs freely. [9] [10]

Bryophytes reproduce sexually, but the larger and commonly-seen organisms are haploid and produce gametes. The gametes fuse to form a zygote which develops into a sporangium, which in turn produces haploid spores. The diploid stage is relatively small and short-lived compared to the haploid stage, i.e. haploid dominance. The advantage of diploidy, heterosis, only exists in the diploid life generation. Bryophytes retain sexual reproduction despite the fact that the haploid stage does not benefit from heterosis. This may be an indication that the sexual reproduction has advantages other than heterosis, such as genetic recombination between members of the species, allowing the expression of a wider range of traits and thus making the population more able to survive environmental variation.

Allogamy

Allogamy is the fertilization of the combination of gametes from two parents, generally the ovum from one individual with the spermatozoa of another. (In isogamous species, the two gametes will not be defined as either sperm or ovum.)

Autogamy

Self-fertilization, also known as autogamy, occurs in hermaphroditic organisms where the two gametes fused in fertilization come from the same individual, e.g., many vascular plants, some foraminiferans, some ciliates. The term "autogamy" is sometimes substituted for autogamous pollination (not necessarily leading to successful fertilization) and describes self-pollination within the same flower, distinguished from geitonogamous pollination, transfer of pollen to a different flower on the same flowering plant, [11] or within a single monoecious Gymnosperm plant.

Mitosis and meiosis

Mitosis and meiosis are types of cell division. Mitosis occurs in somatic cells, while meiosis occurs in gametes.

الانقسام المتساوي The resultant number of cells in mitosis is twice the number of original cells. The number of chromosomes in the offspring cells is the same as that of the parent cell.

الانقسام الاختزالي The resultant number of cells is four times the number of original cells. This results in cells with half the number of chromosomes present in the parent cell. A diploid cell duplicates itself, then undergoes two divisions (tetraploid to diploid to haploid), in the process forming four haploid cells. This process occurs in two phases, meiosis I and meiosis II.

In recent decades, developmental biologists have been researching and developing techniques to facilitate same-sex reproduction. [12] The obvious approaches, subject to a growing amount of activity, are female sperm and male eggs, with female sperm closer to being a reality for humans. In 2004, by altering the function of a few genes involved with imprinting, other Japanese scientists combined two mouse eggs to produce daughter mice [13] and in 2018 Chinese scientists created 29 female mice from two female mice mothers but were unable to produce viable offspring from two father mice. [14] [15]

There are a wide range of reproductive strategies employed by different species. Some animals, such as the human and northern gannet, do not reach sexual maturity for many years after birth and even then produce few offspring. Others reproduce quickly but, under normal circumstances, most offspring do not survive to adulthood. For example, a rabbit (mature after 8 months) can produce 10–30 offspring per year, and a fruit fly (mature after 10–14 days) can produce up to 900 offspring per year. These two main strategies are known as K-selection (few offspring) and r-selection (many offspring). Which strategy is favoured by evolution depends on a variety of circumstances. Animals with few offspring can devote more resources to the nurturing and protection of each individual offspring, thus reducing the need for many offspring. On the other hand, animals with many offspring may devote fewer resources to each individual offspring for these types of animals it is common for many offspring to die soon after birth, but enough individuals typically survive to maintain the population. Some organisms such as honey bees and fruit flies retain sperm in a process called sperm storage thereby increasing the duration of their fertility.

Other types

  • Polycyclic animals reproduce intermittently throughout their lives.
  • Semelparous organisms reproduce only once in their lifetime, such as annual plants (including all grain crops), and certain species of salmon, spider, bamboo and century plant. Often, they die shortly after reproduction. This is often associated with r-strategists.
  • Iteroparous organisms produce offspring in successive (e.g. annual or seasonal) cycles, such as perennial plants. Iteroparous animals survive over multiple seasons (or periodic condition changes). This is more associated with K-strategists.

Organisms that reproduce through asexual reproduction tend to grow in number exponentially. However, because they rely on mutation for variations in their DNA, all members of the species have similar vulnerabilities. Organisms that reproduce sexually yield a smaller number of offspring, but the large amount of variation in their genes makes them less susceptible to disease.

Many organisms can reproduce sexually as well as asexually. Aphids, slime molds, sea anemones, some species of starfish (by fragmentation), and many plants are examples. When environmental factors are favorable, asexual reproduction is employed to exploit suitable conditions for survival such as an abundant food supply, adequate shelter, favorable climate, disease, optimum pH or a proper mix of other lifestyle requirements. Populations of these organisms increase exponentially via asexual reproductive strategies to take full advantage of the rich supply resources.

When food sources have been depleted, the climate becomes hostile, or individual survival is jeopardized by some other adverse change in living conditions, these organisms switch to sexual forms of reproduction. Sexual reproduction ensures a mixing of the gene pool of the species. The variations found in offspring of sexual reproduction allow some individuals to be better suited for survival and provide a mechanism for selective adaptation to occur. The meiosis stage of the sexual cycle also allows especially effective repair of DNA damages (see Meiosis). [ بحاجة لمصدر ] In addition, sexual reproduction usually results in the formation of a life stage that is able to endure the conditions that threaten the offspring of an asexual parent. Thus, seeds, spores, eggs, pupae, cysts or other "over-wintering" stages of sexual reproduction ensure the survival during unfavorable times and the organism can "wait out" adverse situations until a swing back to suitability occurs.

The existence of life without reproduction is the subject of some speculation. The biological study of how the origin of life produced reproducing organisms from non-reproducing elements is called abiogenesis. Whether or not there were several independent abiogenetic events, biologists believe that the last universal ancestor to all present life on Earth lived about 3.5 billion years ago.

Scientists have speculated about the possibility of creating life non-reproductively in the laboratory. Several scientists have succeeded in producing simple viruses from entirely non-living materials. [16] However, viruses are often regarded as not alive. Being nothing more than a bit of RNA or DNA in a protein capsule, they have no metabolism and can only replicate with the assistance of a hijacked cell's metabolic machinery.

The production of a truly living organism (e.g. a simple bacterium) with no ancestors would be a much more complex task, but may well be possible to some degree according to current biological knowledge. A synthetic genome has been transferred into an existing bacterium where it replaced the native DNA, resulting in the artificial production of a new M. mycoides الكائن الحي. [17]

There is some debate within the scientific community over whether this cell can be considered completely synthetic [18] on the grounds that the chemically synthesized genome was an almost 1:1 copy of a naturally occurring genome and, the recipient cell was a naturally occurring bacterium. The Craig Venter Institute maintains the term "synthetic bacterial cell" but they also clarify ". we do not consider this to be "creating life from scratch" but rather we are creating new life out of already existing life using synthetic DNA". [19] Venter plans to patent his experimental cells, stating that "they are pretty clearly human inventions". [18] Its creators suggests that building 'synthetic life' would allow researchers to learn about life by building it, rather than by tearing it apart. They also propose to stretch the boundaries between life and machines until the two overlap to yield "truly programmable organisms". [20] Researchers involved stated that the creation of "true synthetic biochemical life" is relatively close in reach with current technology and cheap compared to the effort needed to place man on the Moon. [21]

Sexual reproduction has many drawbacks, since it requires far more energy than asexual reproduction and diverts the organisms from other pursuits, and there is some argument about why so many species use it. George C. Williams used lottery tickets as an analogy in one explanation for the widespread use of sexual reproduction. [22] He argued that asexual reproduction, which produces little or no genetic variety in offspring, was like buying many tickets that all have the same number, limiting the chance of "winning" – that is, producing surviving offspring. Sexual reproduction, he argued, was like purchasing fewer tickets but with a greater variety of numbers and therefore a greater chance of success. The point of this analogy is that since asexual reproduction does not produce genetic variations, there is little ability to quickly adapt to a changing environment. The lottery principle is less accepted these days because of evidence that asexual reproduction is more prevalent in unstable environments, the opposite of what it predicts. [ بحاجة لمصدر ]


الشروط الاساسية

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • Authors: Samantha Fowler, Rebecca Roush, James Wise
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • Book title: Concepts of Biology
    • Publication date: Apr 25, 2013
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • Book URL: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • Section URL: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/15-key-terms

    © 12 كانون الثاني (يناير) 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    شاهد الفيديو: خلايا T-القاتلة ومركب MHC I. الأحياء. علم الأحياء البشري (شهر نوفمبر 2022).