CSÍRASEJTEK: JELLEMZŐK, KÉPZŐDÉS, TÍPUSOK, VÁNDORLÁS - BIOLÓGIA - 2025

A csírasejtek a szexuális reprodukcióval rendelkező állatok ivarsejteinek prekurzor sejtjei. Embrionális prekurzorok, amelyek megkülönböztetik a többszörös szomatikus sejtvonalakat (soma = test) a legtöbb faj fejlődésének nagyon korai szakaszában.

Gyakorlatilag minden nemi úton szaporodó organizmus két gametikus sejt fúziójából származik. A ivarsejtek speciális sejtek, amelyek az őket termelő egyén, az apa és az anya genetikai információinak felét hordozzák (ezek haploid sejtek).

Emberi embrionális őssejtek a sejttenyészetben. Ryddragyn az angol Wikipedia-ban

Az állatok által termelt összes ivarsejt egy speciális sejtvonalból, mint csíravonalból áll, amely a specifikus jelek komplex halmaza alapján fejlődik ki. Ezek a sejtek képviselik a genom és a citoszolos komponensek fő "transzfer" útját az egyik generációról a másikra.

A csírasejtek felelősek a specifikáció és az evolúció folyamatáért, mivel ezekben a változások válnak át az egyik generációról a másikra. Ezenkívül ezek a sejtek közvetítik az örökletes betegségeket a szülõktõl gyermekeikbe, különösen az emberekben.

Csírasejt tulajdonságai

A csírasejtek "pluripotens" vagy "totipotens" embrionális sejtek, vagyis szinte bármilyen sejttípust képesek megkülönböztetni megfelelő körülmények között és szignálok alapján. Ezen túlmenően kompetens sejtek az "önmegújulásukhoz", mivel felelősek a saját regenerációjukért.

Csak ezek a sejtek képesek ivarsejtek előállítására, amelyek olyan sejtek, amelyek új szervezetet képezhetnek, olyan tulajdonságot, amelyet az embrió többi sejtje elveszít, amikor differenciálódnak.

Egyes szerzők ezeket azután egy faj „őssejtjeinek” tekintik, mivel nem szerveket, hanem új egyedeket képeznek. Hasonlóképpen, ezek a sejtek a fajok fejlődésének fő eszközei, és hordozók az örökletes betegségek terjedésére, különösen az emberekben.

A csírasejtek mejózis és gametogenezis néven ismert folyamatok révén termelnek ivarsejteket (sok állatban előállítják az ogenezist és a spermatogenezist), amelyek a sejtek ezen csoportjára jellemzőek és egyediek.

Fél szemű tubulusok érett spermával. Nepron

Kiképzés

A csírasejteket az embrionális fejlődés során korán meg lehet különböztetni a többi szomatikus sejtvonaltól.

Hogyan történik ez néhány gerinctelennél?

Gyümölcs légy Drosophila melanogaster. Felvétel és szerkesztés: Sanjay Acharya

Sok fajban, mint például a D. D. melanogaster gyümölcslégy, ezek a sejtek a blastule elsődleges sejtjeiből képződnek, amelyek „örökölték” egy citoszoldeterminátort, amelyet „csíraplazmának” vagy „csíraplazmának” hívnak, azaz nagyon sajátos robbanások.

Az említett csíraplazma szerkezeti elemeket és némi messenger RNS-t tartalmaz, és az ogenezis és a megtermékenyítés során különféle citoszolos mozgásokon megy keresztül, hogy később elsődleges sejtcsoportokat képezzenek a blastula stádiumban, amelyek elsődleges csírasejteket eredményeznek.

Azok a blastomerek, amelyekben a "csíraplazma" megoszlik, aszimmetrikusan oszlanak el, és a csíraplazmát egyetlen lánysejtre öröklik. Amikor az embrió eléri a gastrularis stádiumot, akkor megkezdődik ezen sejtek egyenértékű megosztása, és az őskori sejtek populációja megnő.

Hogyan történik ez az emberben?

Az emlősökben, mint például az ember, az őscsírasejtképződés során nem számoltak be egy „csíraplazma” bevonásáról, hanem ennek a vonalnak a specifikációját a sejt-sejt kölcsönhatások határozzák meg.

Az elsődleges csírasejtek az embriógenezis korai szakaszában egyfajta extraembrionális rekeszben helyezkednek el, és az embereknél ez a fejlődés harmadik hetében fordul elő.

Miután meghatározták az ősi sejtek vonalát, a nő vagy a nőivarú gonidok felé vándorolnak, ahol aktiválódnak az oogenezis vagy a spermatogenezis folyamatok.

Az őskori sejtek kölcsönhatása az ivarmirigyek szomatikus sejtjeivel - a nemi kromoszómák és más anyai tényezők mellett - meghatározza a nemi meghatározást a csíravonalban, bár ez a folyamat fajok között jelentősen eltérhet és egy másik.

Diferenciális gén expresszió

A szomatikus sejtek és a csírasejtek kezdeti "szétválasztásának" elvégzéséhez az első dolog a gének differenciált expressziója, mivel a csíravonalban a szomatikus vonalak jellemző géneit elfojtják a "program indítása céljából" Csírasejt genetika.

A képződési folyamatuk során ezek a sejtek is származási helyükről vándorolnak arra a helyre, ahol a gonidok kialakulnak, amelyek a felnőttkori ivarsejttermelő szövetek.

A sejtek vándorlását egy teljes vándorló "gép" és különféle "irányító" mechanizmusok aktiválásával érik el, amelyek több genetikai és epigenetikus tényezővel függnek össze (amelyeknek nem kapcsolódnak a nukleotid szekvencia módosításához)).

elvándorlás

Az elsődleges csírasejtek, amelyek „valódi” csírasejteket eredményeznek, messze fejlődnek ki attól a helytől, ahol fejlődnek, és önmaguk kialakulása érdekében a petefészek és a herék elhelyezkedésének helyére kell vándorolniuk, nevezetesen a női és a hímmirigyekbe..

Az elsődleges csírasejteket kezdetben úgy látják, hogy a gyomorképződésben az allantois alján lévő sejtek csoportosulnak, amely extraembrionális membrán, amely kiáramlásként alakul ki az embrió elsődleges emésztőrendszeréből.

Egy diblasztikus állat gyomorcsövezése. 1-blasztula. 2-gasztrula. Pidalka44

Ebben a szakaszban az ősi sejtek polarizált morfológiát kapnak, és néhány kísérlet kimutatta, hogy mobilizálásuk során hosszú folyamatokat folytatnak.

Később ezek nyilvánvalóvá válnak a hátsó végbélben, majd kilépnek a bél dorsumából és oldalirányban vándorolnak, a nemi gerincek gyarmatosításával.

Amint az ősi sejtek a hátsó végbélből a környező kötőszövetbe mozognak, ez utóbbi meghosszabbodik, kialakítva a bél mesentergiát (a szövet, amely a vékonybél vonalát összeköti és a hasfalhoz köti), ez egy folyamat, amely közben a sejtek a bél falán lépnek ki.

Vezérlő mechanizmusok

A prekurzor sejtek érkezését az íjas szövetbe ezeknek a struktúráknak a szomatikus sejtjei szabályozzák, amelyek nyilvánvalóan "kemoattraktáns" hatást fejtenek ki az előbbi sejtekre.

Kísérletileg kimutatták, hogy a fragilis néven ismert gén expressziója sokkal közelebb áll az elsődleges csírasejtek motilitásának kialakulásához.

Ez a gén részt vesz a sejt-sejt adhéziós folyamatokban és a sejtciklus szabályozásában, ezért feltételezhető, hogy az adhéziós folyamatok szabályozása döntő jelentőségű lehet a migrációs folyamat megindításához.

Egyes szerzők azonban úgy vélik, hogy ezen sejtek vándorlási útját önálló folyamat helyett környezeti szinten szabályozzák.

A gonidák felé vezető úton és bennük egyszerre ezek a sejtek szaporodnak a mitózissal, és olyan klónokat generálnak, amelyek növelik a sejtpopuláció egyedszámát.

Csírasejt-típusok

Miután az őscsíra-sejtek elérték a végleges szöveteket, nőstény vagy csírasejtekké alakulnak, az esettől függően, valamint az általuk kapott endogén és exogén szignálokon.

A női csontmirigyek a petefészek, a férfi csontok a herék. Ezekben a szövetekben az ősi sejtek gyorsan szaporodnak, de ennek a mitotikus proliferációnak a mintái eltérnek a kettő között.

Kétféle csírasejt létezik, oogónia és spermatogonia néven ismert.

Női csírasejtek: oogonia

Oogonia. Forrás: Chassot AA, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, de Rooij DG, et al.

Az Oogonia mitotikusan aktív sejtek. Az embrionális fejlődés során, különösen az emberek terhességének második és ötödik hónapja óta intenzíven oszlanak el, és ezeknek a sejteknek több mint 7 milliója származik, bár ezek természetesen degenerálódnak.

Ezek a sejtek nem osztódnak meg mitózissal a postnatális stádiumokban, hanem periodikusan differenciálódnak. A magzati fejlődés utolsó szakaszaiban azonban meiosissal kezdik megosztódni, és ez a folyamat a pubertás kezdetéig tartózkodik.

Férfi csírasejtek: spermatogonia

A spermatogonia proliferációja kissé különbözik az oogoniaétól, mivel annak ellenére, hogy ezek az embrionális herékben kialakulni és szaporodni kezdnek, megtartják képességüket a szétosztásra gyakorlatilag a teljes postnatális élet során.

A herék szemcsővezetékei belsőleg csírázó spermatogoniával vannak elhatárolva, és ezekből a sejtekből álló populációk egy része mitózissal osztódik fel. A pubertás kezdetén a spermatogonia csoportjai (elsődleges spermatocyták) meiosissal kezdik megoszlani olyan másodlagos spermatocytákat, amelyek a haploid spermatizmust eredményezik.

A mutációk

A csírasejtek azok a "gyárak", amelyekben az egyik generációról a másikra az információ továbbítására szolgáló "járműveket" állítják elő. Hasonlóképpen, ezek a sejtek nagy jelentőséggel bírnak az evolúciós folyamatokban, mivel szinte minden módosításukon az utódokra nyomtatnak.

Azt mondhatjuk, hogy a szervezet sejtjeinek DNS-je hajlamos a mutációkra, és bár a szomatikus sejtekben a mutációk fontosak számos betegség és egyéb állapot összefüggésében, nem mindig lépik túl a szervezet élettartamát. egyén, aki hordozza őket.

A csíravonal mutációk viszont közvetlenül hozzájárulnak az evolúciós genetikai folyamatokhoz, mivel ezek a változások nemzedékeknél a másikra átvihetők ivarsejtek és zigóták útján.

Ezen okok miatt a csírasejt mutációk csak az utódokban láthatók, és ez nagyon gyakran függ az érintett gének homozigózisától vagy heterozigózisától az egyes szülőkben.

A csíravonal mutációk sok oka lehet, mivel ezek endogén vagy exogén jelekre adott válaszként fordulhatnak elő. Ezen mutációk némelyike ​​olyan betegségeket eredményez, amelyek az esettől függően az anyai vagy az apai vonalon keresztül örökölhetők.

Csírasejtdaganatok

A sejtek ellenőrizetlen eloszlása ​​az emberi test szinte bármely szövetében, valamint más állatokban olyan daganatok kialakulását eredményezheti, amelyek jóindulatúak vagy rosszindulatúak lehetnek.

A csírasejtekből származókat általában daganatoknak nevezik, és lehetnek:

- Germinomas

- Teratomas

- Embrionális karcinómák

- Endodermális sinus daganatok

- Choriocarcinomas

Ezek a daganatok rendszeresen előfordulhatnak az ivarmirigyek belső régióiban, bár ezek összefügghetnek az elsődleges csírasejtek proliferációjával vagy aberráns migrációjával is, ami arra utal, hogy a test különböző területein megjelenhetnek.

Intraubuláris csírasejt daganat elektronmikroszkópos felvétele a herékben vagy „seminomában” (Forrás: Nephron a Wikimedia Commons segítségével)

Az ősi csírasejtvonalhoz kapcsolódó daganatokat germinómáknak, míg az embrionális karcinómáknak embrionális „őssejtekből” vagy származtatott sejtekből származnak.

Általában az extragonadalis helyekben képződő elsődleges csírasejtek szétszóródnak, de a teratómák olyan extragonadalis csírasejtek rendellenes növekedése, amelyek fennmaradtak és differenciált szövetek, például porc, bőr, haj vagy fogak véletlenszerű keverékeiből állnak.

Az endodermális szinuszdaganatok azok, amelyek extraembrionális szövetekből származó sejtekből képződnek, és differenciálódtak, amelyek képezik az endodermális tojássárgát. Ha éppen ellenkezőleg, a tumor kialakul a trofoblasztikus rétegben, akkor azt choriocarcinoma-nak nevezzük.

A petefészek csíradaganatok az összes petefészek daganatnak körülbelül 20% -át teszik ki, gyakori a lányoknál és körülbelül 20 éves korig fiatal felnőtteknél, és szinte mindig rosszindulatú teratómák.

Ezek közül megkülönböztetették a dysgerminomákat, amelyek szilárd és húsos daganatok, amelyek lágy burkolatúak, sokszögű megjelenésű sejtek aggregátumaiból állnak, kiemelkedő plazmamembránokkal és nagyszámú citoszolos granulátummal.

Irodalom

1. Carlson, BM (2018). Emberi embriológia és fejlődési biológia E-könyv. Elsevier Health Sciences.
2. Jennings, MT, Gelman, R., és Hochberg, F. (1985). Intrakraniális csírasejtdaganatok: természetes történelem és patogenezis. Journal of neurosurgery, 63 (2), 155-167.
3. Kurman, RJ, és Norris, HJ (1977). A petefészek rosszindulatú csírasejt daganata. Humán patológia, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, K. és Wylie, C. (2004). Elsődleges csírasejt migráció. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
5. Pelosi, E., Forabosco, A., és Schlessinger, D. (2011). Csírasejtképződés embrionális őssejtekből és szomatikus sejtmagok felhasználása petesejtekben. A New York-i Tudományos Akadémia évkönyve, 1221 (1), 18.
6. Richardson, BE és Lehmann, R. (2010). Az ősi csírasejt migrációt irányító mechanizmusok: stratégiák különböző szervezetekből. Nature reviews Molecular cell biology, 11. (1), 37-49.
7. Van Doren, M. (2010). A csírasejt életciklusának sejtbiológiája. Jelenlegi vélemény a sejtbiológiában, 22 (6), 707.
8. Wylie, C. (1999). Csírasejtek. Cell, 96 (2), 165-174.