Karakteristiske kimceller, dannelse, typer, migration

3834
Alexander Pearson

Det kimceller de er forløbercellerne til kønscellerne hos de dyr med seksuel reproduktion. De er embryonale forløbere, der adskiller sig fra flere somatiske cellelinjer (soma = krop) meget tidligt i udviklingen af ​​de fleste arter.

Næsten alle organismer, der reproducerer seksuelt, stammer fra fusionen af ​​to gametiske celler. Gameter er specialiserede celler, der bærer halvdelen af ​​den genetiske information om den person, der producerer dem, faderen og moderen (de er haploide celler).

Humane embryonale stamceller i cellekultur. Ryddragyn på engelsk Wikipedia [Public domain]

Alle kønsceller produceret af et dyr er dannet af en speciel linje af celler kendt som kimlinjen, som udvikler sig i henhold til et komplekst sæt specifikke signaler. Disse celler repræsenterer den vigtigste "overførsels" -vej for genomet og de cytosoliske komponenter fra en generation til en anden..

Kimceller er ansvarlige for processerne for speciering og evolution, da det er de ændringer, der opstår i disse, der overføres fra generation til generation. Derudover er disse celler dem, der formidler overførsel af arvelige sygdomme fra forældre til deres børn, især hos mennesker..

Artikelindeks

  • 1 Egenskaber for kimceller
  • 2 Træning
    • 2.1 Hvordan sker det hos nogle hvirvelløse dyr??
    • 2.2 Hvordan sker det hos mennesker??
    • 2.3 Differentiel ekspression af gener
  • 3 Migration
    • 3.1 Kontrolmekanismer
  • 4 typer kimceller
    • 4.1 Kvindelige kønsceller: oogonia
    • 4.2 Mandlige kønsceller: spermatogonia
  • 5 mutationer
  • 6 kønscelletumorer
  • 7 Referencer

Kimcellens egenskaber

Kimceller er "pluripotente" eller "totipotente" embryonale celler, det vil sige de kan differentiere sig til næsten enhver celletype under de rette betingelser og signaler. Derudover er de kompetente celler til deres "selvfornyelse", da de er ansvarlige for deres egen regenerering..

Disse celler er de eneste, der er i stand til at producere kønsceller, som er de celler, der kan danne en ny organisme, en egenskab, som de andre celler i et embryo mister, når de adskiller sig..

Nogle forfattere betragter dem så som "stamceller" af en art, da de ikke danner organer, men nye individer. Ligeledes er disse celler det vigtigste middel, hvormed arter udvikler sig, og er køretøjerne til transmission af arvelige sygdomme, især hos mennesker..

Kimceller producerer kønsceller gennem processer kendt som meiose og gametogenese (oogenese og spermatogenese hos mange dyr), som er karakteristiske og unikke for denne gruppe celler..

Seminiferous tubuli med moden sædceller. Nephron [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Uddannelse

Kimceller skelnes tidligt fra andre somatiske cellelinjer under embryonal udvikling.

Hvordan forekommer det hos nogle hvirvelløse dyr?

Frugtflue Drosophila melanogaster. Taget og redigeret fra: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

I mange arter, såsom frugtflue D. melanogaster, Disse celler er dannet af urceller i blastulaen, der har "arvet" en cytosolisk determinant kendt som "kimplasme" eller "kimplasma", dvs. meget specielle blastomerer.

Den nævnte kimplasme indeholder strukturelle elementer og noget messenger-RNA, og under oogenese og befrugtning gennemgår den forskellige cytosoliske bevægelser for senere at danne oprindelige celleklynger i blastula-stadiet, hvilket vil give anledning til oprindelige kimceller.

De blastomerer, der har "kimplasmen", opdeles asymmetrisk og arver kimplasmen til en enkelt dattercelle. Når embryoet når gastrula-stadiet, begynder den ækvivalente deling af disse celler, og populationen af ​​primerceller i kimlinjen udvides..

Hvordan sker det i mennesket?

På pattedyr som mennesker er der på den anden side ikke involveret en "kimplasme" under processen med oprindelig kimceldannelse, men snarere bestemmes denne linje af celle-celle-interaktioner..

Urkimceller, i de tidlige stadier af embryogenese, er placeret i en slags ekstra embryonalt rum, og hos mennesker sker dette omkring den tredje uges udvikling.

Når førstecellelinjen er defineret, migrerer de mod kvindelige eller mandlige kønskirtler, hvor oogenese- eller spermatogeneseprocesserne aktiveres henholdsvis..

Interaktionen mellem de primordiale celler med de somatiske celler i gonaderne ud over tilstedeværelsen af ​​kønskromosomer og andre moderfaktorer er det, der definerer bestemmelsen af ​​køn i kimlinjen, selvom denne proces kan variere betydeligt mellem en art og en anden.

Differentiel genekspression

For at den indledende "adskillelse" af somatiske celler og kimceller skal finde sted, er den første ting, der opstår, en differentiel ekspression af gener, da i kimlinien undertrykkes de somatiske liniers karakteristiske gener for at starte "programmet Germ cellegenetik.

Under deres dannelsesproces migrerer disse celler også fra det sted, hvor de stammer fra, til det specifikke sted, hvor gonaderne dannes, hvilket er det gameteproducerende væv hos den voksne..

Cellemigrering opnås også ved aktivering af et helt vandrende "maskineri" og forskellige "styrende" mekanismer, som har at gøre med flere genetiske og epigenetiske faktorer (som ikke har noget at gøre med ændringen af ​​nukleotidsekvensen).

Migration

Urkimceller, dem der giver anledning til de "sande" kimceller, dannes langt fra hvor de udvikler sig, og for at etablere sig skal de migrere til de steder, hvor æggestokkene og testiklerne er placeret, som er kvindelige og mandlige kønsorganer..

Primordiale kimceller ses oprindeligt under gastrulation som en klynge af celler ved bunden af ​​allantois, som er en ekstraembryonal membran, der danner som en udstrømning fra embryoets primære fordøjelseskanal..

Gastrulering af et diblastisk dyr. 1-Blastula. 2-Gastrula. Pidalka44 [Public domain]

I dette trin erhverver urceller en polariseret morfologi, og nogle eksperimenter har vist, at de forlænger lange processer, når de mobiliseres..

Senere bliver disse tydelige i bagarmen og dukker derefter op fra tarmdorsumet og migrerer lateralt og koloniserer kønsryggene..

Når de primordiale celler bevæger sig fra bagenden til det omgivende bindevæv, forlænges sidstnævnte og danner tarmmesenteriet (det væv, der linierer tyndtarmen og forbinder det med abdominalvæggen), en proces, der opstår, mens celler opstår gennem væggen af tarmen.

Kontrolmekanismer

Ankomsten af ​​forløbercellerne mod gonadevævet styres af de somatiske celler i nævnte strukturer, som tilsyneladende udøver en "kemoattraktiv" virkning på førstnævnte..

Det er eksperimentelt vist, at ekspressionen af ​​et gen kendt som fragilis har meget at gøre med udviklingen af ​​motilitet i urkimceller.

Dette gen er involveret i celle-celleadhæsionsprocesser og i styringen af ​​cellecyklussen, så det mistænkes for, at reguleringen af ​​adhæsionsprocesser kan være afgørende for indledningen af ​​migrationsprocessen.

Imidlertid mener nogle forfattere, at disse cellers migrationsvej styres på miljøniveau i stedet for at være en autonom proces..

På vej til gonaderne og en gang i dem formerer disse celler sig med mitose og genererer flere kloner, der formår at øge antallet af individer i cellepopulationen..

Kimcelletyper

Når de oprindelige kimceller når deres endelige væv, udvikler de sig til kvindelige kimceller eller mandlige kimceller afhængigt af tilfældet og de endogene og eksogene signaler, de modtager..

De kvindelige kønskirtler er æggestokkene og de mandlige kønskirtler er testiklerne. En gang i disse væv multiplicerer de oprindelige celler med stor hastighed, men mønstrene for denne mitotiske spredning adskiller sig mellem de to..

Der er altså to typer kimceller kendt som oogonia og spermatogonia..

Kvindelige kønsceller: oogonia

Oogonia. Kilde: Chassot A-A, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, de Rooij DG, et al. [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

Oogonia er mitotisk aktive celler. De deler sig intenst under embryonal udvikling, specifikt fra den anden til den femte måned af graviditeten hos mennesker, hvormed op til mere end 7 millioner af disse celler dannes, selvom nogle degenererer naturligt.

Disse celler deler sig ikke ved mitose igen i de postnatale stadier, men differentierer i stedet periodisk. I de sidste faser af fosterudviklingen begynder de imidlertid at opdele sig ved meiose, en proces der forbliver i "arrest" indtil begyndelsen af ​​puberteten..

Mandlige kønsceller: spermatogonia

Spridningen af ​​spermatogonia er noget forskellig fra oogonia, for på trods af at de begynder at danne og formere sig i de embryonale testikler, opretholder de deres evne til at opdele sig i praktisk talt hele det postnatale liv..

Testiklernes seminiferous kanaler er afgrænset internt med spermatogonia, og nogle af populationerne, der består af disse celler, opdeles ved mitose. I begyndelsen af ​​puberteten begynder grupper af spermatogonia (primære spermatocytter) at dele sig med meiose for at danne sekundære spermatocytter, der vil give anledning til haploide spermatider..

Mutationer

Kimceller er de "fabrikker", hvor "køretøjerne" til transmission af information fra generation til generation produceres. Ligeledes er disse celler af stor betydning for evolutionære processer, da næsten enhver ændring, de gennemgår, vil blive præget på afkomene..

Vi kan sige, at DNA'et fra alle celler i en organisme er tilbøjelige til mutationer, og selvom mutationer i somatiske celler er vigtige i sammenhæng med mange sygdomme og andre tilstande, strækker de sig ikke altid ud over organismenes levetid. bærer dem.

Germline-mutationer bidrager på den anden side direkte til evolutionære genetiske processer, da disse ændringer kan overføres fra generation til generation gennem gameter og zygoter..

Af disse grunde kan mutationer i kimceller kun være synlige i afkom, og dette afhænger meget ofte af homozygositet eller heterozygositet af de berørte gener i hver forælder..

Årsagerne til kimlinjemutationer er mange, da de kan forekomme som reaktion på endogene eller eksogene signaler. Nogle af disse mutationer producerer sygdomme, der kan nedarves gennem moderlinjen eller fædrelinjen, afhængigt af tilfældet..

Kimcelletumorer

Den ukontrollerede deling af celler i næsten ethvert væv i menneskekroppen såvel som hos andre dyr kan resultere i dannelsen af ​​tumorer, som kan være godartede eller ondartede..

De, der stammer fra kønsceller kaldes normalt neoplasmer og kan være:

- Germinomes

- Teratomas

- Embryonale carcinomer

- Endodermale sinustumorer

- Choriocarcinomer

Disse tumorer kan forekomme regelmæssigt i de indre områder af gonaderne, selvom de også kan relateres til spredning eller afvigende migration af primære kimceller, hvilket indebærer, at de kan forekomme i forskellige områder af kroppen.

Elektronmikrograf af en intratubulær kimcelleneoplasme i testiklerne eller "seminom" (Kilde: Nephron [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Tumorer associeret med den oprindelige kimcellelinie er kendt som germinomer, mens embryonale carcinomer er dem, der stammer fra embryonale "stamceller" eller afledte celler..

Normalt elimineres de oprindelige kimceller, der dannes i ekstragonadale steder, men teratomer er afvigende vækst af ekstragonadale kimceller, der har formået at overleve, og som består af tilfældige blandinger af differentierede væv såsom brusk, hud, hår eller tænder..

Endodermale sinustumorer er dem, der dannes fra celler afledt af ekstraembryonisk væv, og som er differentierede, som danner den endodermale æggeblomme. Hvis tumoren tværtimod dannes i det trofoblastiske lag, kaldes det choriocarcinom.

Æggestokkes tumorer i kønsceller udgør ca. 20% af alle æggestokkene, er almindelige hos piger og unge voksne op til ca. 20 år og er næsten altid teratomer af ondartet karakter..

Blandt disse er der skelnet dysgerminomer, som er faste og kødfulde tumorer, der har et blødt låg, der består af aggregater af celler med et polygonal udseende med fremtrædende plasmamembraner og et stort antal cytosoliske granuler..

Referencer

  1. Carlson, B. M. (2018). Human-embryologi og udviklingsbiologi E-bog. Elsevier Health Sciences.
  2. Jennings, M. T., Gelman, R., & Hochberg, F. (1985). Intrakraniale kimcelletumorer: naturhistorie og patogenese. Tidsskrift for neurokirurgi, 63 (2), 155-167.
  3. Kurman, R. J., & Norris, H. J. (1977). Ondartede kønscelletumorer i æggestokken. Human patologi, 8 (5), 551-564.
  4. Molyneaux, K., & Wylie, C. (2004). Primordial kimcellemigration. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
  5. Pelosi, E., Forabosco, A., & Schlessinger, D. (2011). Kimceldannelse fra embryonale stamceller og brugen af ​​somatiske cellekerner i oocytter. Annaler fra New York Academy of Sciences, 1221 (1), 18.
  6. Richardson, B. E., & Lehmann, R. (2010). Mekanismer, der styrer oprindelig kimcellemigration: strategier fra forskellige organismer. Naturvurderinger Molekylær cellebiologi, elleve(1), 37-49.
  7. Van Doren, M. (2010). Cellebiologien i kimcellens livscyklus. Nuværende mening i cellebiologi, 22 (6), 707.
  8. Wylie, C. (1999). Kimceller. Cell, 96 (2), 165-174.

Endnu ingen kommentarer