Buněčná reprodukce

Cyklická kontinuita živých bytostí nalézá v reprodukčních jevech spojovací vazby mezi po sobě následujícími generacemi.

Reprodukce se provádí na různých úrovních evoluční škály, v různých odvětvích rostlinné a živočišné říše, v různých živých druzích, s takovými různými mechanismy, které ospravedlňují celé pojednání.

První klasifikace jevů reprodukce musí rozlišovat jednobuněčné organismy od mnohobuněčných, protože pouze v prvním se buněčné dělení shoduje s reprodukcí.

V mnohobuněčné reprodukci může být agamic nebo sexuální (nebo gamica).

Agamická reprodukce, relativně méně častá, je založena na mechanismu mitózy, takže variabilita druhu je svěřena spíše opakovanému výskytu mutací.

Existují také různé mechanismy, jako je strobilace, sporulace apod., Zatímco v rostlinách najdeme známé regenerační formy v zemědělství (řízky, vrstvení atd.).

Nejrozšířenější reprodukční mechanismus ve vyšších formách je však sexuální, což odpovídá výskytu meiózy, vzniku a gamet a jejich fúzi v zygótu (oplodnění).

V primitivních druzích gamety nejsou morfologicky diferencované: v tomto případě mluvíme o isogametii. Existují však vždy dvě řady gamet, identifikované se symboly (+) a (-) a oplodnění může probíhat pouze ze setkání mezi gametami opačného znaménka: existuje tedy biologický rozdíl, který není dosud vyjádřen morfologicky.

Jak evoluční měřítko postupuje, objevuje se morfologická a funkční diferenciace, ve které rozlišujeme typ ženských gamet, které jsou obecně obdařeny bohatým rezervním materiálem (deutoplazma nebo tele, které zajistí vývoj embrya, dokud nebude metabolicky nezávislé). ) a typ mužských gamet s motilitou k dosažení žen. Gamety jsou vždy haploidní a jsou výsledkem meiózy. Jejich fúze vede k diploidní zygóze.

Mezi meíosi a zygote může nastat série haploidních buněčných generací, protože mezi zygotou a meiózou se může objevit série diploidních buněčných generací s různými variantami generativních cyklů vyjádřených střídáním generací.

Druhy diplonu (s diploidním organismem) jsou charakterizovány gametickou meiózou: meióza produkuje přímo gamety, které se roztaví okamžitě a rekonstituují diploidní stav. Toto je převládající případ Metazoans, včetně člověka.

Gametogeneze

Vezmeme-li v úvahu reprodukci s meiosou gametiky, která se vyskytuje u člověka, objasněte, jak je meioza vložena do gametogeneze (tvorba gamet).

Při embryonálním vývoji mužské a ženské gametogeneze (tzv. Spermatogeneze a oogeneze) dochází k časné diferenciaci mezi buňkami určenými k tvorbě těla (somatické linie) a těmi, které jsou určeny k produkci gamet (zárodečná linie). Počáteční buňky zárodečné linie se nazývají protogony. S diferenciací gonádu v mužském nebo ženském smyslu dochází k diferenciaci zárodečných buněk v spermatogonii a ovogonech.

Při pohledu na spermatogenezi vidíme, že existuje řada buněčných generací ve spermatogonii, což je série, která pokračuje po celý život. Pouze část spermatogonie takto kontinuálně produkovaná se liší od normálního mitotického cyklu a místo toho začíná meiotický cyklus.

Zárodečná buňka, ve které začne meióza (reduplikace a pak první dělení), se nazývá spermatocyty prvního řádu; jeho dělení pochází ze dvou spermatocytů druhého řádu, které s druhým dělením dávají dohromady celkem čtyři spermatidy.

Můžeme absolvovat redukci chromozomálního outfitu ze 4n spermatocytů prvního řádu (po reduplikaci jsou čtyři chromatály pro každý pár homologů) do druhé spermatocyty druhého řádu a na n spermatid, jak již bylo pozorováno při studiu meiosy tak to končí. Spermatidy jsou proto již haploidní, ale ještě nejsou zralými gametami. Ze struktury haploidní buňky funkční zrání (tzv. Mytogeneze spermií) transformuje spermatidy na spermie, což je zralý mužský gamet.

Při ženské gametogenezi (nebo ovogenezi) jsou pozorovány různé rozdíly. Za prvé, počet gamet, které mají být připraveny, je mnohem menší. Odhaduje se, že se připraví asi 5 x 105 ovogonů v pohlavních žlázách samice lidského druhu; z toho pouze asi 400 se zajímá o zrání folikulů a následné sklíčenosti, v cyklu, který obvykle zahrnuje pouze jeden folikul za měsíc po úrodnou dobu asi 35 let.

Různý počet gamet připravených u obou pohlaví odpovídá rozdílu ve funkci a chování, které již bylo zmíněno: spermie jsou malé, pohyblivé a početné ve vztahu k potřebě hledat vajíčko ak nízké pravděpodobnosti jeho nalezení; vajíčka jsou velká, inertní a málokterá, pokud jde o funkci zajištění zárodku náhradním materiálem a ochrany, kterou jim poskytuje vnitřní oplodnění (přirozeně u druhů s vnějším hnojením, i vajíčka musí být početnější).

Potřeba dodávat gamety rezervním materiálem odpovídá přítomnosti, v oogenezi, fáze zastavení meiosy, během které chromozomy částečně despiralizují. Pak pozorujeme tzv. «Peřavé chromozomy», ve kterých řada extroflexů identifikuje rysy, ve kterých jsou geny zodpovědné za syntézu deutoplasmy dereprimovány.

Menší počet potřebný pro ženské gamety také odpovídá skutečnosti, že ze čtyř haploidních buněk produkovaných meiózou, pouze jeden přijímá celý rezervní materiál a stává se gametem, zatímco ostatní tři (polocyty nebo polární těla), které obsahují pouze chromozomální materiál, nemůže vyvolat zygoty a embrya a je určen k regresi.

Hnojení

V živočišné říši můžeme pozorovat průchod z vnějšího oplodnění (gamety vystavené každému environmentálnímu riziku, a proto nutně velmi početné u obou pohlaví) k vnitřnímu oplodnění, ke kterému je rodičovská péče dále spojena s metabolickým vztahem savců mezi matkou a plodem.

Hnojení, jakmile nastane setkání mezi gametami opačného pohlaví, musí proběhnout zaručením dvou podmínek: specifičnosti a jedinečnosti. Jinými slovy, musí být zajištěno, že spermie je stejného druhu jako vejce a že jakmile vstoupí první, nevstoupí žádné další.

Specifičnost je zajištěna biochemickými charakteristikami akrozomu a povrchu vajíčka. Ve skutečnosti se hovoří o reakcích mezi "fertilisinem" a "antifertilisinem", se specificitou srovnatelnou se specificitou setkání enzymů a substrátu.

Jedinečnost oplodnění je zaručena modifikací povrchové struktury vaječníku ("kortikální reakce"), která začíná přesně v době první specifické reakce oplodnění / antifertilisinu; po této reakci se změní membrána vajíčka, takže další možné spermie, které se k ní dostanou, již nejsou schopny zahájit specifickou fertilizační reakci.

Po oplodnění zůstává ocas spermotozoanu vně vajíčka, zatímco proniká chromozomální materiál. Toto, nazvaný “mužský pronucleus”, se připojí k “ženskému pronucleus” vejce tak tvořit diploidní jádro zygote.

Upravil: Lorenzo Boscariol