Reprodukcia buniek

Cyklická kontinuita živých bytostí nachádza vo fenoménoch rozmnožovania spojovacie väzby medzi nasledujúcimi generáciami.

Reprodukcia sa vykonáva na rôznych úrovniach evolučnej škály, v rôznych odvetviach rastlinnej a živočíšnej ríše, v rôznych živých druhoch, s takou rôznorodosťou mechanizmov, ktoré ospravedlňujú celé pojednanie.

Prvá klasifikácia fenoménov reprodukcie musí rozlišovať jednobunkové organizmy od mnohobunkových, pretože iba v prvom sa bunkové delenie zhoduje s reprodukciou.

Pri viacbunkovej reprodukcii môže byť agamický alebo sexuálny (alebo gamica).

Agamická reprodukcia, relatívne menej častá, je založená na mechanizme mitózy, takže variabilita druhu je zverená skôr opakovanému výskytu mutácií.

Existujú tiež rôzne mechanizmy, ako je strobilácia, sporulácia, atď., Zatiaľ čo v rastlinách nájdeme známe regeneračné formy v poľnohospodárstve (odrezky, vrstvenie atď.).

Najrozšírenejším mechanizmom reprodukcie vo vyšších formách je však sexuálny, čo zodpovedá vzhľadu meiózy, vzniku a gamét a ich fúzii v zygóte (oplodnenie).

V primitívnych druhoch gamety nie sú morfologicky diferencované: v tomto prípade hovoríme o izogametii. Existujú však vždy dve série gamét, identifikované so symbolmi (+) a (-) a oplodnenie sa môže uskutočniť len zo stretnutia medzi gametami opačného znamienka: je tu teda biologický rozdiel, ktorý sa ešte nevyjadril morfologicky.

Ako postupuje evolučná škála, objavuje sa morfologická a funkčná diferenciácia, v ktorej rozlišujeme typ ženských gamét, ktoré sú všeobecne obdarené bohatým rezervným materiálom (deutoplazma alebo teľa, ktoré zabezpečí vývoj embrya, kým nebude metabolicky nezávislý). ) a typ mužských pohlavných buniek s motilitou dosiahnuť samice. Gamety sú vždy haploidné a sú výsledkom meiózy. Ich fúzia vedie k diploidnej zygóte.

Medzi meíosi a zygote sa môže vyskytnúť séria haploidných bunkových generácií, pretože medzi zygotom a meiózou sa môže vyskytnúť séria diploidných bunkových generácií s rôznymi druhmi generatívnych cyklov vyjadrenými striedaním generácií.

Druhy diplonu (s diploidným organizmom) sú charakterizované gametickou meiózou: meióza produkuje priamo gaméty, ktoré sa rozpustia okamžite, čím sa diploidný stav rozpustí. Toto je prevládajúci prípad metazoanov, vrátane človeka.

gametogenézu

Berúc do úvahy reprodukciu s meiózou gametiky, ktorá sa vyskytuje u človeka, objasnime, ako sa meióza vkladá do gametogenézy (tvorba gamét).

Pri embryonálnom vývoji mužskej a ženskej gametogenézy (nazývanej spermatogenéza a oogenéza) existuje včasná diferenciácia medzi bunkami určenými na vytvorenie tela (somatická línia) a bunkami určenými na produkciu gamét (zárodočná línia). Počiatočné bunky zárodočnej línie sa nazývajú protogóny. Pri diferenciácii gonádu v mužskom alebo ženskom zmysle dochádza k diferenciácii zárodočných buniek v spermatogónii a ovogónoch.

Pri pohľade na spermatogenézu, vidíme, že existuje séria bunkových generácií v spermatogónii, séria, ktorá pokračuje po celý život. Iba taká časť spermatogónie, ktorá sa takto produkuje, sa líši od normálneho mitotického cyklu a namiesto toho začína meiotický cyklus.

Zárodočná bunka, v ktorej začne meióza (reduplikácia a potom prvé delenie), sa nazýva spermatocyty prvého poriadku; jeho rozdelenie vzniká dvomi druhmi spermatocytov druhého rádu, ktoré pri druhom delení spôsobujú celkovo štyri spermatidy.

Môžeme absolvovať redukciu chromozomálneho oblečenia zo 4n spermatocytov prvého rádu (po reduplikácii sú štyri chromatály pre každý pár homológov) do druhej spermatocytov druhého rádu a n spermatidov, ako sme už videli pri štúdiu meiózy, ktorá tak to končí. Spermatidy sú preto už haploidné, ale ešte nie sú zrelé gamety. Zo štruktúry haploidnej bunky funkčné zrenie (tzv. Mytogenéza spermií) transformuje spermatidy na spermie, to znamená zrelé mužské gamety.

Pri ženskej gametogenéze (alebo ovogenéze) sú zaznamenané rozdielne rozdiely. Po prvé, počet gamét, ktoré sa majú pripraviť, je oveľa menší. Odhaduje sa, že sa pripraví približne 5 x 105 ovogónov v pohlavných žliazkach samičky ľudského druhu; z nich len asi 400 sa zaujíma o dozrievanie folikulov a následnú skľúčenosť, v cykle, ktorý zvyčajne zahŕňa len jeden folikul mesačne počas plodného obdobia okolo 35 rokov.

Rozdielny počet gamét pripravených v týchto dvoch pohlaviach zodpovedá rozdielu vo funkcii a správaní, ktoré už boli spomenuté: spermie sú malé, pohyblivé a početné vo vzťahu k potrebe hľadania vajíčka a nízkej pravdepodobnosti jeho nájdenia; vajcia sú veľké, inertné a málo, vo vzťahu k funkcii zaručiť embryu rezervný materiál a ochranu, ktorú im poskytuje vnútorné oplodnenie (prirodzene u druhov s externým oplodnením aj vajcia musia byť početnejšie).

Potreba dodať gaméty rezervným materiálom zodpovedá prítomnosti, v oogenéze, fázy zastavenia meiózy, počas ktorej sa chromozómy čiastočne despiralizujú. Potom pozorujeme tzv. "Pernaté chromozómy", v ktorých séria extroflexií identifikuje vlastnosti, v ktorých sú gény zodpovedné za syntézu deutoplazmy dereprimované.

Menší počet potrebný pre ženské gamety tiež zodpovedá skutočnosti, že zo štyroch haploidných buniek produkovaných meiózou len jeden prijíma celý rezervný materiál a stáva sa gamétou, zatiaľ čo ostatné tri (polocyty alebo polárne telá), ktoré obsahujú len chromozomálny materiál, nemôže spôsobiť vznik zygótov a embryí a je určený na regresiu.

oplodnenie

V živočíšnej ríši môžeme pozorovať prechod z vonkajšieho oplodnenia (gamety vystavené každému environmentálnemu riziku a teda nevyhnutne veľmi početné v oboch pohlaviach) na vnútorné oplodnenie, ku ktorému je rodičovská starostlivosť ďalej prepojená s metabolickým vzťahom cicavcov medzi matkou a plodom.

Hnojenie, akonáhle nastane stretnutie medzi gametami opačného pohlavia, musí sa uskutočniť zaručením dvoch podmienok: špecifickosti a jedinečnosti. Inými slovami, musí sa zabezpečiť, aby spermie bola rovnakého druhu ako vajcia a aby po vstupe do nej nikto iný nevstúpil.

Špecifickosť je zaistená biochemickými charakteristikami akrozómu a povrchu vajíčka. V skutočnosti sa hovorí o reakciách medzi "fertilisínom" a "antifertilisínom", so špecifickosťou porovnateľnou so špecificitou stretávania sa medzi enzýmami a substrátom.

Jedinečnosť oplodnenia je zaručená modifikáciou povrchovej štruktúry vaječníkov ("kortikálna reakcia"), ktorá začína práve v čase prvej špecifickej reakcie oplodnenia / antifertilisínu; po tejto reakcii sa membrána vajíčka zmení tak, že ďalšie možné spermie, ktoré sa k nemu dostanú, už nie sú schopné začať špecifickú fertilizačnú reakciu.

Po oplodnení zostáva chvost spermatozoanu mimo vajíčka, zatiaľ čo chromozomálny materiál preniká. Toto, nazývané "mužský pronukleus", spája "ženský pronukleus" vajíčka, čím vytvára diploidné jadro zygoty.

Upravil: Lorenzo Boscariol