Hnojení je proces, při kterém se gamety (vajíčko a sperma) spojují a tvoří zygota (obrázek 13.8). Aby bylo zajištěno, že potomstvo má pouze jednu kompletní diploidní sadu chromozomů, musí se spojit pouze jedna sperma s jedním vejcem. U savců chrání vajíčko vrstva zvaná zona pellucida. Na špičce hlavy spermie je struktura jako lysozom zvaná akrozom, který obsahuje enzymy. Když se spermie váže na zona pellucida, proběhne řada událostí zvaných akrosomální reakce. Tyto reakce, zahrnující enzymy z akrozomu, umožňují fúzi plazmatické membrány spermií s membránou plazmy vajíčka a umožňují přenos jádra spermií do vajíčka. Jaderné membrány vajíčka a spermií se rozpadají a dvě haploidní jádra se spojí a vytvoří diploidní jádro nebo genom.
Zajistit, aby ne více než jedna sperma oplodňuje vajíčko, jakmile k akrozomálním reakcím dojde na jednom místě vaječné membrány, vajíčko uvolní bílkoviny na jiných místech, aby se zabránilo splynutí dalších spermií s vejcem. z této jednobuněčné zygoty, která prochází rychlým buněčným dělením, nazývaným štěpení (obrázek 13.9 a), aby vytvořila dutou kouli buněk zvanou blastula (obrázek 13.9 b).
U savců tvoří blastula v další fázi vývoje blastocystu. Zde se buňky v blastule uspořádají do dvou vrstev: vnitřní buněčná hmota a vnější vrstva zvaná trofoblast. Vnitřní buněčná hmota bude dále tvořit embryo. Trofoblast vylučuje enzymy, které umožňují implantaci blastocysty do endometria dělohy. Trofoblast přispěje k placentě a vyživuje embryo.
Koncept v akci
Navštivte projekt Virtual Human Embryo na webu Endowment for Human Development a proklikejte se interaktivní fází vývoje embrya, včetně mikrofotografií a rotujících 3D obrazů.
buňky v blastule se pak prostorově přeskupí a vytvoří tři vrstvy buněk. Tento proces se nazývá gastrulace. Během gastrulace se blastula složit na sebe a buňky migrují a tvoří tři vrstvy buněk (obrázek 13.10) ve struktuře, gastrule, s dutým prostorem, který se stane zažívacím traktem. Každá z vrstev buněk se nazývá zárodečná vrstva a bude se diferencovat na různé orgánové systémy.
Tři zárodečné vrstvy jsou endoderm, ektoderm a mezoderm. Buňky v každé zárodečné vrstvě se diferencují na tkáně a embryonální orgány. Ektoderm vyvolává nervový systém a epidermis, mimo jiné tkáně. Mesoderm vytváří svalové buňky a pojivovou tkáň v těle. Endoderm vede ke vzniku střev a mnoha vnitřních orgánů.
Organogeneze
Gastrulace vede k vytvoření tří zárodečných vrstev, které během dalšího vývoje vytvářejí různé orgány ve zvířeti tělo. Tento proces se nazývá organogeneze.
Orgány se vyvíjejí ze zárodečných vrstev procesem diferenciace. Během diferenciace embryonální kmenové buňky exprimují specifické sady genů, které určují jejich konečný typ buněk. Například některé buňky v ektodermě budou exprimovat geny specifické pro kožní buňky. Výsledkem je, že tyto buňky získají tvar a vlastnosti buněk epidermis.Proces diferenciace je regulován místně specifickými chemickými signály z embryonálního prostředí buňky, které hrají kaskádu událostí regulujících genovou expresi.