ЗАРОДКОВІ КЛІТИНИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, УТВОРЕННЯ, ВИДИ, МІГРАЦІЯ - БІОЛОГІЯ

У зародкових клітинах є кліткою - попередників гамет у тварин з статевим розмноженням. Вони є ембріональними попередниками, які відрізняються від безлічі соматичних клітинних ліній (soma = тіло) дуже рано в розвитку більшості видів.

Практично всі організми, що розмножуються статевим шляхом, виникають в результаті злиття двох гаметичних клітин. Гамети - це спеціалізовані клітини, що несуть половину генетичної інформації індивіда, який їх продукує, батька та матері (вони є гаплоїдними клітинами).

Ембріональні стовбурові клітини людини в культурі клітин. Риддрагін в англійській Вікіпедії

Всі гамети, що утворюються твариною, утворюються із спеціальної лінії клітин, відомої як зародкова лінія, яка розвивається відповідно до складного набору конкретних сигналів. Ці клітини представляють основний "переносний" шлях геному та цитозольних компонентів від одного покоління до іншого.

Зародкові клітини відповідають за процеси видозміни та еволюції, оскільки саме зміни, що відбуваються в них, передаються від покоління до наступного. Крім того, ці клітини є посередниками, які опосередковують передачу спадкових захворювань від батьків до своїх дітей, особливо у людей.

Характеристика зародкових клітин

Зародкові клітини є «ембріональними» або «тотипотентними» ембріональними клітинами, тобто вони можуть диференціюватися майже в будь-який тип клітин за правильних умов та сигналів. Крім того, вони є компетентними клітинами для їх "самооновлення", оскільки вони відповідають за власну регенерацію.

Ці клітини є єдиними, здатними виробляти гамети, це клітини, які можуть утворювати новий організм, властивість, які інші клітини ембріона втрачають у процесі їх диференціювання.

Деякі автори розглядають їх тоді як "стовбурові клітини" виду, оскільки вони утворюють не органи, а нові особини. Так само ці клітини є основним засобом розвитку видів і є засобами передачі спадкових захворювань, особливо у людей.

Зародкові клітини продукують гамети шляхом процесів, відомих як мейоз та гаметогенез (оогенез та сперматогенез у багатьох тварин), характерні та властиві цій групі клітин.

Насіннєві канальці зі зрілою спермою. Нефрон

Навчання

Зародкові клітини відрізняються рано від інших соматичних клітинних ліній під час ембріонального розвитку.

Як це відбувається у деяких безхребетних?

Плодова муха Drosophila melanogaster. Знято та відредаговано у: Санджай Ачарія

У багатьох видах, таких як плодова муха D. melanogaster, ці клітини утворюються з первинних клітин бластули, які "успадкували" цитозольну детермінанту, відому як "зародкова плазма" або "зародкова плазма", тобто дуже конкретні бластомери.

Згадана зародкова плазма містить структурні елементи та деяку месенджерну РНК, і під час оогенезу та запліднення вона зазнає різних цитозольних рухів, щоб пізніше утворювати скупчення первинних клітин у стадії бластули, що дасть початок первинним статевим клітинам.

Бластомери, які мають "зародкову плазму", діляться асиметрично, успадковуючи зародкову плазму одній дочірній клітині. Коли ембріон досягає стадії гаструли, тоді починається еквівалентний поділ цих клітин і популяція первинних клітин у зародковій лінії розширюється.

Як це відбувається у людини?

У таких ссавців, як людина, про участь «зародкової плазми» не повідомлялося в процесі утворення первинних статевих клітин, але специфіка цієї лінії визначається взаємодією клітин-клітин.

Первісні зародкові клітини на ранніх стадіях ембріогенезу розташовуються у своєрідному позаембріональному відділенні, і у людини це відбувається приблизно на третьому тижні розвитку.

Після того, як визначена лінія первинних клітин, вони мігрують у бік жіночих або чоловічих статевих залоз, де відповідно активуються процеси оогенезу або сперматогенезу.

Взаємодія первинних клітин із соматичними клітинами статевих залоз, крім наявності статевих хромосом та інших материнських факторів, є тим, що визначає визначення статі в зародковій лінії, хоча цей процес може значно відрізнятися між видами та інший.

Диференціальна експресія гена

Щоб відбулося початкове «відділення» соматичних клітин і статевих клітин, перше, що відбувається, - це диференційоване вираження генів, оскільки в зародковій лінії характерні гени соматичних ліній репресуються для того, щоб запустити програму « Генетика генетичних клітин.

Під час процесу їх утворення ці клітини також мігрують звідти, звідки вони беруться, до конкретного місця, де утворюватимуться статеві залози, які є тканинами, що продукують гамети у дорослої людини.

Клітинна міграція також досягається за рахунок активації цілої мігруючої "машини" та різних "керівних" механізмів, що мають відношення до численних генетичних та епігенетичних факторів (які не мають відношення до модифікації нуклеотидної послідовності ).

Міграція

Первісні статеві клітини, ті, що породжують «справжні» статеві клітини, формуються далеко не там, де вони розвиваються, і, щоб встановити себе, повинні мігрувати до місць, де знаходяться яєчники та яєчки, - це жіночі та чоловічі статеві залози. .

Примордіальні зародкові клітини спочатку розглядаються під час гаструляції як скупчення клітин в основі алантоїда, що є позаембріональною мембраною, що утворюється як відтік з первинного травного тракту ембріона.

Гаструляція дибластичної тварини. 1-Бластула. 2-Гаструла. Підалка44

На цій стадії первісні клітини набувають поляризовану морфологію, і деякі експерименти показали, що вони подовжують тривалі процеси, коли їх мобілізують.

Пізніше вони виявляються у задній кишці, а потім виходять із задньої кишки та мігрують бічно, колонізуючи генітальні хребти.

Коли первісні клітини переміщуються від задньої кишки до навколишньої сполучної тканини, остання подовжується, утворюючи кишкову брижу (тканина, яка вирівнює тонкий кишечник і з'єднує його з черевною стінкою), процес, що відбувається клітини виходять через стінку кишечника.

Механізми управління

Надходження клітин-попередників до тканини гонади контролюється соматичними клітинами цих структур, які, очевидно, надають "хіміотрактантний" вплив на колишні.

Експресія гена, відомого як fragilis, експериментально показана, що має багато спільного з розвитком моторики в первісних статевих клітинах.

Цей ген бере участь у процесах адгезії клітинних клітин та в контролі клітинного циклу, тому підозрюється, що регуляція процесів адгезії може мати вирішальне значення для ініціювання міграційного процесу.

Однак деякі автори вважають, що шлях міграції цих клітин контролюється на рівні навколишнього середовища, а не є автономним процесом.

На шляху до статевих залоз і потрапляючи в них, ці клітини розмножуються мітозом, генеруючи численні клони, які встигають збільшити кількість особин у клітинній популяції.

Типи зародкових клітин

Як тільки споконвічні статеві клітини досягають своєї остаточної тканини, вони переростають у жіночі статеві клітини або чоловічі статеві клітини, залежно від випадків, і ендогенні та екзогенні сигнали, які вони отримують.

Жіночі статеві залози є яєчниками, а чоловічі статеві залози - яєчками. Потрапивши в ці тканини, споконвічні клітини розмножуються швидко, але закономірності цієї мітотичної проліферації відрізняються між собою.

Тоді є два типи статевих клітин, відомі як оогонія та сперматогонія.

Жіночі статеві клітини: оогонія

Оогонія. Джерело: Chassot AA, Gregoire EP, Lavery R, Taketo MM, de Rooij DG та ін.

Оогонія - клітини, що діють мітотично. Вони інтенсивно діляться під час ембріонального розвитку, конкретно з другого по п’ятий місяць вагітності у людини, таким чином утворюючи до 7 мільйонів цих клітин, хоча деякі природним чином вироджуються.

Ці клітини не поділяються мітозом знову на постнатальній стадії, а натомість періодично диференціюються. Однак на останніх стадіях розвитку плода вони починають ділитися мейозом, процесом, який залишається в «арешті» до початку статевої зрілості.

Чоловічі статеві клітини: сперматогонія

Розмноження сперматогонії дещо відрізняється від оогонії, оскільки, незважаючи на те, що вони починають формуватися і розмножуватися в ембріональних яєчках, вони зберігають свою здатність до поділу практично протягом усього постнатального життя.

Насіннєві протоки яєчок внутрішньо обмежені проростаючими сперматогоніями, а частина популяцій, що складаються з цих клітин, ділиться мітозом. На початку статевого дозрівання групи сперматогонії (первинні сперматоцити) починають ділитися за допомогою мейозу, утворюючи вторинні сперматоцити, що дасть початок гаплоїдним сперматидам.

Мутації

Зародкові клітини - це "фабрики", де виробляються "транспортні засоби" для передачі інформації від одного покоління до наступного. Так само ці клітини мають велике значення для еволюційних процесів, оскільки майже будь-які модифікації, які вони зазнають, будуть відбиті на потомстві.

Можна сказати, що ДНК усіх клітин в організмі схильна до мутацій, і хоча мутації в соматичних клітинах є важливими в умовах багатьох захворювань та інших станів, вони не завжди поширюються за межі життя особа, яка їх несе.

Мутації зародок, з іншого боку, безпосередньо сприяють еволюційним генетичним процесам, оскільки ці зміни можуть передаватися від одного покоління до наступного через гамети та зиготи.

З цих причин мутації статевих клітин можуть бути видні лише у потомстві, і це дуже часто залежить від гомозиготності або гетерозиготності уражених генів у кожного з батьків.

Причин мутації зародкових ліній безліч, оскільки вони можуть виникнути у відповідь на ендогенні або екзогенні сигнали. Деякі з цих мутацій призводять до захворювань, які можуть успадковуватися по материнській лінії або по батьківській лінії, залежно від випадку.

Пухлинні клітини

Безконтрольний поділ клітин майже в будь-якій тканині людського організму, як і у інших тварин, може призвести до утворення пухлин, які можуть бути доброякісними або злоякісними.

Ті, що виникають із статевих клітин, зазвичай називають новоутвореннями і можуть бути:

- Герміноми

- Тератоми

- ембріональні карциноми

- Ентодермальні пухлини синуса

- Хоріокарциноми

Ці пухлини можуть регулярно виникати у внутрішніх областях статевих залоз, хоча вони також можуть бути пов’язані з проліферацією або аберрантною міграцією споконвічних статевих клітин, що означає, що вони можуть з’являтися на різних ділянках тіла.

Електронна мікрофотографія внутрішньотрубової зародкової клітини новоутворення в яєчках або «семінома» (Джерело: Нефрон через Wikimedia Commons)

Пухлини, пов'язані з первинною зародковою клітинною лінією, відомі як герміноми, тоді як ембріональні карциноми - це ті, які отримують із ембріональних "стовбурових" клітин або похідних клітин.

Зазвичай первісні статеві клітини, що утворюються в позагонадних ділянках, проливаються, але тератоми - це аберрантні розростання екстрагонадальних статевих клітин, які зуміли вижити, і складаються з випадкових сумішей диференційованих тканин, таких як хрящі, шкіра, волосся або зуби.

Ентодермальні пухлини синуса - це ті, що утворюються з клітин, отриманих із позаембріональних тканин, і які диференціюються, що утворюють ендодермальний жовтковий мішок. Якщо ж навпаки пухлина утворюється в трофобластичному шарі, це називається хоріокарциномою.

Зародки пухлин яєчників складають близько 20% всіх пухлин яєчників, поширені у дівчат і молодих людей приблизно до 20 років і майже завжди є тератомами злоякісного характеру.

Серед них виділили дисгерміноми, що представляють собою тверді і м'ясисті пухлини, які мають м’яке покриття, складене з агрегатів клітин з полігональним виглядом, з видатними плазматичними мембранами та великою кількістю цитозольних гранул.

Список літератури

Карлсон, БМ (2018). Ембріологія людини та біологія розвитку. Науки про здоров’я Ельзев'є.
Дженнінгс, МТ, Гельман, Р., Хохберг, Ф. (1985). Внутрішньочерепні пухлини статевих клітин: історія історії та патогенез. Журнал нейрохірургії, 63 (2), 155-167.
Kurman, RJ, & Norris, HJ (1977). Злоякісні пухлини статевих клітин яєчника. Патологія людини, 8 (5), 551-564.
Molyneaux, K., & Wylie, C. (2004). Первісна міграція зародкових клітин. Міжнародний журнал розвитку біології, 48 (5-6), 537-543.
Pelosi, E., Forabosco, A., & Schlessinger, D. (2011). Утворення зародкових клітин із ембріональних стовбурових клітин та використання соматичних клітинних ядер в ооцитах. Літописи Нью-Йоркської академії наук, 1221 (1), 18.
Річардсон, BE, & Lehmann, R. (2010). Механізми, що керують міграцією споконвічних зародкових клітин: стратегії різних організмів. Огляди природи Молекулярна клітинна біологія, 11 (1), 37-49.
Ван Дорен, М. (2010). Клітинна біологія життєвого циклу статевих клітин. Сучасна думка з біології клітин, 22 (6), 707.
Wylie, C. (1999). Зародкові клітини. Клітка, 96 (2), 165-174.

ЗАРОДКОВІ КЛІТИНИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, УТВОРЕННЯ, ВИДИ, МІГРАЦІЯ - БІОЛОГІЯ - 2025