БЛАСТОМЕРИ: ФОРМУВАННЯ, РОЗВИТОК ЕМБРІОНА - БІОЛОГІЯ - 2025

У бластомери є клітини , отримані з перших мітотичних поділів зиготи, яка є продуктом запліднення або злиття гамет клітин (яйцеклітини і сперми у тварин і рослин) двох особин того ж виду.

Гамети - це спеціалізовані клітини, які використовуються багатьма живими організмами під час статевого розмноження, в яких дві різні особи (або одна і та ж особина) "змішують" половину генетичного матеріалу один одного для формування нової клітини: зиготи.

Ембріогенні стадії Hyla crepitans (Джерело: Зображення книг Інтернет-архіву, через Wikimedia Commons)

Ці статеві клітини виробляються через особливий тип поділу клітин, відомий як мейоз, який в генетичному відношенні характеризується редукційним процесом, при якому навантаження на хромосом кожної людини зменшується вдвічі (в першу чергу вони розділяються на різні клітини гомологічні хромосоми, а потім сестринські хроматиди).

Деякі автори вважають, що зигота (запліднена яйцеклітина) є тотипотентною клітиною, оскільки має здатність породжувати всі типи клітин, що характеризують живу істоту, яка буде формуватися в майбутньому.

Клітини бластомерів, що виникають в результаті поділу цієї топопотентної зиготи, утворюються приблизно через 30 годин після запліднення, хоча ці часи можуть відрізнятися між видами.

Формування бластомерів

Процес, за допомогою якого ці клітини походять, відомий як "розщеплення", "розщеплення" або "фрагментація". Це період інтенсивної реплікації ДНК та поділу клітин, коли дочірні клітини не збільшуються в розмірах, а набувають менших розмірів з кожним поділом, оскільки отриманий багатоклітинний ембріон залишається однакового розміру.

Коли зигота проходить через ці мітотичні події, перше, що відбувається, - це розмноження ядер всередині цитозолу. Цитозольний поділ відбувається пізніше, внаслідок чого утворюються нові однакові клітини (бластомери), які частково незалежні.

У ссавців відділи зиготи, що спричиняють бластомери (розщеплення), починаються, коли він проходить по маткових трубах у напрямку до матки і коли він покритий «zona pellucida».

Перший поділ зиготи породжує дві клітини, які, у свою чергу, діляться, утворюючи чотириклітинний ембріон. Кількість бластомерів збільшується з кожним мітотичним поділом і коли досягається 32 клітини, формується те, що ембріологи назвали "морулою".

Бластомери морули продовжують ділитися, утворюючи тим самим «бластулу» від 64 до понад 100 бластомерів. Бластула - це порожниста сфера, всередині якої знаходиться рідина, відома як бластоцеле, яка знаменує закінчення процесу «розщеплення».

Розділи зиготи

Важливо згадати, що різні відділи зиготи відбуваються в конкретних органах почуттів або напрямках залежно від типу розглянутого організму, оскільки ці закономірності згодом визначатимуть, наприклад, положення рота та заднього проходу у тварин.

Крім того, розщеплення - це ретельно регламентований процес не лише за "фізичними" характеристиками початкових зиготів, а й детермінантами розвитку, які чинять прямі дії на поділи.

Поява бластомерів під час поділів зиготи

На початку поділу клітин утворюються бластомери мають вигляд "маси мильних бульбашок", і ці початкові клітини лише зазнають змін чисельності, а не розмірів.

Коли кількість комірок становить близько 8 або 9, бластомери змінюють свою форму і тісно вирівнюються, утворюючи морулу, яка виглядає як компактна «кулька» округлих клітин.

Цей процес відомий як ущільнення і, як вважається, сприяє наявність адгезійних глікопротеїнів на поверхні кожного бластомеру. Моруляція відбувається, коли ділиться зигота досягає матки, приблизно через 3 дні після запліднення.

Цікавий факт

Для багатьох видів тварин розмір і форма бластомерів є рівномірними в процесі розщеплення, але їх морфологія може бути порушена хімічними або фізичними стресорами.

Це було використано з точки зору аквакультури, оскільки "аномальна" морфологія бластомерів була пов'язана з нежиттєздатністю яєць багатьох комерційно важливих видів риб.

Різні дослідження встановили, що присутність забруднюючих речовин, наприклад, може призвести до виробництва яєць з морфологічно відхилими бластомерами, і що це може означати нездатність зиготи закінчити ембріогенний процес.

Морфологічні "аберації" бластомерів у досліджуваних видів риб дуже часто пов'язані з асиметрією або нерегулярними просторовими взаємодіями, неоднаковими розмірами клітин, неповним запасом клітин тощо.

Розвиток ембріона

Як вже було сказано, послідовний поділ зиготи призводить до отримання численних клітин, відомих як бластомери, які з часом починають організовуватися, утворюючи різні перехідні структури.

Перша структура, про яку згадувалося раніше, - це морула, яка складається з 12 до 32 близько розташованих бластомерів і починає формуватися, як тільки ділиться зигота досягає порожнини матки (у ссавців).

Незабаром після заповнення рідиною порожнини бластоцистозна порожнина починає утворюватися всередині морули, яка отримує рідину з матки через zona pellucida, що покриває зиготу.

Цей процес знаменує поділ між бластомерами, утворюючи зовні тонкий шар: трофобласт (який відповідає за харчування і який породжує ембріональну плаценту); і шар або група внутрішніх бластомерів, ембріобласт, який згодом буде представляти ембріон.

У цей момент отримана структура відома як бластула або бластоциста, яка приєднується до епітелію ендометрію для досягнення проліферації трофобластичного шару, який ділиться на два додаткові шари: внутрішній, який називається цитотрофобластом, і зовнішній, відомий як синцитіотрофобласт.

Бластоциста імплантується в порожнину ендометрія через синцитіотрофобласт і продовжує свій подальший розвиток до утворення навколоплідних порожнин, ембріонального диска та пупкової пухирці.

Гаструляція - подія, що настає після бластуляції, - це коли в первинному ембріоні утворюються три шари, відомі як ектодерма, мезодерма та ентодерма, з яких будуть сформовані основні структури плода, що розвивається.

Список літератури

1. Едгар, LG (1995). Культура та аналіз бластомера. Методи в клітинній біології, 48 (С), 303-321.
2. Хікман, К.П., Робертс, Л.С. та Ларсон, А. (1994). Інтегральні засади зоології (9-е видання). Компанії McGraw-Hill.
3. Moore, K., Persaud, T., & Torchia, M. (2016). Людина, що розвивається. Клінічно орієнтована ембріологія (10-е видання). Філадельфія, Пенсильванія: Ельзев'є.
4. Сетті, А.С., Касія, Р., Фігейра, С., Паес, Д., Феррейра, Д.А., молодший, І., та молодший, ЄБ (2018). Нуклеація бластомерів: Прогностичні фактори та вплив бластомеру без видимих ​​ядер на розвиток бластоцисти та імплантацію. JBRA Assisted Reproduction, 22 (2), 102–107.
5. Shields, R., Brown, N., & Bromage, N. (1997). Морфологія бластомера як прогностичний показник життєздатності яєць риби. Аквакультура, 155, 1–12.
6. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Біологія (5-е видання). Філадельфія, Пенсильванія: Видавництво коледжу Сондерса.