Concepts of biology – pierwsze wydanie kanadyjskie – Molnar

Zapłodnienie to proces, w którym gamety (jajeczko i nasienie) łączą się, tworząc zygota (rysunek 13.8). Aby zapewnić potomstwo tylko jeden kompletny diploidalny zestaw chromosomów, tylko jeden plemnik musi połączyć się z jednym jajkiem. U ssaków warstwa zwana zona pellucida chroni jajo. Na czubku głowy plemnika znajduje się struktura podobna do lizosomu zwana akrosomem, która zawiera enzymy. Kiedy plemnik wiąże się z warstwą przezroczystą, zachodzi seria zdarzeń, zwanych reakcjami akrosomalnymi. Reakcje te, z udziałem enzymów z akrosomu, pozwalają błonie plazmatycznej plemnika na połączenie się z błoną plazmatyczną jaja i pozwalają jądru plemnika na przeniesienie do komórki jajowej. Błony jądrowe jaja i plemników rozpadają się, a dwa haploidalne jądra łączą się, tworząc diploidalne jądro lub genom.

Rysunek 13.8 Zapłodnienie to proces, w którym plemniki i jajeczka łączą się, tworząc zygotę. (źródło: dane skali od Matta Russella)

Aby upewnić się, że nie więcej niż jeden plemnik zapładnia jajo, gdy reakcje akrosomalne zachodzą w jednym miejscu błony jajowej, jajo uwalnia białka w innych miejscach, aby zapobiec fuzji innych plemników z jajkiem.

Rozpoczyna się rozwój organizmów wielokomórkowych z tej jednokomórkowej zygoty, która ulega szybkiemu podziałowi komórkowemu, zwanemu rozszczepieniem (rysunek 13.9 a), tworząc pustą kulę komórek zwaną blastulą (rysunek 13.9 b).

Rysunek 13.9 (a) Podczas cięcia zygota szybko dzieli się na wiele komórek. (b) Komórki przestawiają się, tworząc pustą kulę zwaną blastulą. (źródło a: modyfikacja pracy Gray’s Anatomy; źródło b: modyfikacja pracy Pearson Scott Foresman; przekazane na rzecz Fundacji Wikimedia)

U ssaków blastula tworzy blastocystę na kolejnym etapie rozwoju. Tutaj komórki w blastuli układają się w dwie warstwy: wewnętrzną masę komórkową i warstwę zewnętrzną zwaną trofoblastem. Wewnętrzna masa komórek będzie dalej tworzyć zarodek. Trofoblast wydziela enzymy, które umożliwiają implantację blastocysty do endometrium macicy. Trofoblast wpłynie na łożysko i odżywi zarodek.

Koncepcja w działaniu

Odwiedź projekt Virtual Human Embryo w witrynie Endowment for Human Development, aby przejrzeć interaktywne etapy rozwoju zarodka, w tym mikrofotografie i obracające się obrazy 3D.

komórki w blastuli następnie przestawiają się przestrzennie, tworząc trzy warstwy komórek. Ten proces nazywa się gastrulacją. Podczas gastrulacji blastula zwija się sama, a komórki migrują, tworząc trzy warstwy komórek (ryc. 13.10) w strukturze gastruli z pustą przestrzenią, która stanie się przewodem pokarmowym. Każda z warstw komórek nazywana jest listkiem zarodkowym i będzie różnicować się w różne układy narządów.

Rysunek 13.10 Gastrulacja to proces, w którym komórki blastuli przestawiają się, tworząc listki zarodkowe. (źródło: modyfikacja pracy Abigail Pyne)

Trzy listki zarodkowe to endoderma, ektoderma i mezoderma. Komórki każdego listka zarodkowego różnicują się w tkanki i narządy embrionalne. Z ektodermy powstaje, między innymi, układ nerwowy i naskórek. Mezoderma daje początek komórkom mięśniowym i tkance łącznej w organizmie. Z endodermy powstają jelita i wiele narządów wewnętrznych.

Organogeneza

Gastrulacja prowadzi do powstania trzech listków zarodkowych, które podczas dalszego rozwoju prowadzą do powstania różnych narządów zwierzęcia ciało. Ten proces nazywa się organogenezą.

Narządy rozwijają się z listków zarodkowych w procesie różnicowania. Podczas różnicowania zarodkowe komórki macierzyste wyrażają określone zestawy genów, które określą ich ostateczny typ komórki. Na przykład niektóre komórki ektodermy będą wyrażać geny specyficzne dla komórek skóry. W rezultacie komórki te przyjmą kształt i właściwości komórek naskórka.Proces różnicowania jest regulowany przez specyficzne dla lokalizacji sygnały chemiczne ze środowiska embrionalnego komórki, które uruchamiają kaskadę zdarzeń regulujących ekspresję genów.

Leave a Reply

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *