KÖNSCELLER: EGENSKAPER, BILDNING, TYPER, MIGRATION - BIOLOGI - 2025

De könsceller är prekursorceller av könsceller hos djur med sexuell reproduktion. De är embryonala prekursorer som skiljer sig från flera somatiska cellstamningar (soma = kropp) mycket tidigt i utvecklingen av de flesta arter.

Praktiskt taget alla organismer som reproducerar sig sexuellt härrör från fusionen av två gametiska celler. Gamet är specialiserade celler som bär hälften av den genetiska informationen om individen som producerar dem, fadern och modern (de är haploida celler).

Mänskliga embryonala stamceller i cellkultur. Ryddragyn på engelska Wikipedia

Alla gameter som produceras av ett djur bildas av en speciell linje med celler känd som groddlinjen, som utvecklas enligt en komplex uppsättning specifika signaler. Dessa celler representerar huvudöverföringsvägen för genomet och cytosoliska komponenter från en generation till en annan.

Bärceller är ansvariga för processerna för speciering och evolution, eftersom det är förändringarna som sker i dessa som överförs från en generation till en annan. Dessutom är dessa celler de som medierar överföring av ärftliga sjukdomar från föräldrar till sina barn, särskilt hos människor.

Könscellsegenskaper

Könsceller är "pluripotenta" eller "totipotenta" embryonceller, det vill säga de kan differentieras till nästan vilken celltyp som helst under de rätta förhållandena och signalerna. Dessutom är de kompetenta celler för deras "självförnyelse", eftersom de är ansvariga för sin egen förnyelse.

Dessa celler är de enda som kan producera gameter, som är cellerna som kan bilda en ny organisme, en egenskap som de andra cellerna i ett embryo förlorar när de differentierar.

Vissa författare anser dem då som "stamceller" för en art, eftersom de inte bildar organ utan snarare nya individer. På samma sätt är dessa celler de viktigaste medlen genom vilka arter utvecklas och är fordon för överföring av ärftliga sjukdomar, särskilt hos människor.

Könsceller producerar gameter genom processer som kallas meios och gametogenes (oogenes och spermatogenes hos många djur), som är karakteristiska och unika för denna grupp av celler.

Seminiferösa tubuli med mogna spermier. Nephron

Träning

Könsceller skiljer sig tidigt från andra somatiska cellinjer under embryonal utveckling.

Hur händer det i vissa ryggradslösa djur?

Fruktfluga Drosophila melanogaster. Taget och redigerat från: Sanjay Acharya

I många arter, till exempel fruktflugan D. melanogaster, bildas dessa celler från primordiala celler i blastulan som har "ärvt" en cytosolisk determinant känd som "kimplasm" eller "kimplasm", det vill säga mycket speciella blastomerer.

Nämnda bakterieplasm innehåller strukturella element och en del budbärar-RNA och under oogenes och befruktning genomgår den olika cytosoliska rörelser för att senare bilda primordiala cellkluster i blastulasteget, vilket kommer att ge upphov till primordiala bakterieceller.

Blastomererna som har "grovplasm" delar sig asymmetriskt och ärver grovplasman till en enda dottercell. När embryot når gastrulasteget börjar den ekvivalenta uppdelningen av dessa celler och populationen av ursprungliga celler i groddlinjen expanderar.

Hur händer det hos människor?

Hos däggdjur som människa har å andra sidan inte involveringen av en "grovplasm" rapporterats under processen med primordial kimcellbildning, utan snarare bestämmer specifikationen för denna linje av cell-cell-interaktioner.

Primordiala könsceller, under de tidiga stadierna av embryogenesen, är belägna i ett slags extra-embryoniskt fack, och hos människor inträffar detta omkring den tredje utvecklingsveckan.

När raden av primordialceller har definierats migrerar de mot kvinnliga eller manliga gonader, där oogenes- eller spermatogenesprocesserna aktiveras, respektive.

Interaktionen mellan de primordiala cellerna med de somatiska cellerna i gonaderna, förutom närvaron av könskromosomer och andra moderfaktorer, är det som definierar bestämningen av kön i groddar, även om denna process kan variera avsevärt mellan en art och en annan.

Differentialgenuttryck

För att den initiala "separationen" av somatiska celler och groddceller ska äga rum är det första som inträffar ett differentiellt uttryck av gener, eftersom i groddlinjen de karakteristiska generna för somatiska linjer förtrycks för att starta programmet Kimcellgenetik.

Under deras bildningsprocess migrerar dessa celler också från var de har sitt ursprung till den specifika platsen där gonaderna kommer att bildas, som är de gametproducerande vävnaderna hos vuxna.

Cellmigrering uppnås också genom aktivering av en hel migrerande "maskiner" och olika "styrande" mekanismer, som har att göra med flera genetiska och epigenetiska faktorer (som inte har att göra med modifieringen av nukleotidsekvensen ).

migration

De ursprungliga könscellerna, de som ger upphov till de ”riktiga” bakteriecellerna, bildar långt ifrån var de utvecklas och för att etablera sig måste de migrera till de platser där äggstockarna och testiklarna finns, vilka är kvinnliga och manliga gonader. .

Ursprungliga könsceller ses initialt under gastrulering som ett kluster av celler vid basen av allantois, som är ett extra-embryonmembran som bildas som ett utflöde från den primära matsmältningskanalen för embryot.

Gastrulering av ett diblastiskt djur. 1-blastula. 2-gastrula. Pidalka44

I detta steg erhåller primordialceller en polariserad morfologi och vissa experiment har visat att de förlänger långa processer när de mobiliseras.

Senare kommer dessa att bli tydliga i bakkärnan och kommer sedan ut från tarmens dorsum och migrerar i sidled och koloniserar könsryggarna.

När de primordiala cellerna rör sig från bakbenet till den omgivande bindväv, förlängs den senare och bildar tarmens mesenteri (vävnaden som linjer tunntarmen och kopplar den till bukväggen), en process som sker celler kommer ut genom tarmväggen.

Kontrollmekanismer

Förekomstcellernas ankomst till gonadvävnaden styrs av de somatiska cellerna i dessa strukturer, som uppenbarligen utövar en "kemoattraktant" -effekt på den förstnämnda.

Uttrycket av en gen känd som fragilis har visat sig experimentellt ha mycket att göra med utvecklingen av rörlighet i primordiala bakterieceller.

Denna gen är involverad i cellcelladhesionsprocesserna och i kontrollen av cellcykeln, så det misstänks att reglering av vidhäftningsprocesserna kan vara avgörande för initieringen av migrationsprocessen.

Vissa författare anser emellertid att migrationsvägen för dessa celler styrs på miljönivå istället för att vara en autonom process.

På väg till gonaderna och en gång i dem multiplicerar dessa celler med mitos, vilket genererar flera kloner som lyckas öka antalet individer i cellpopulationen.

Kimcelltyper

När de primordiala bakteriecellerna når sina definitiva vävnader, utvecklas de till kvinnliga groddceller eller manliga groddceller, beroende på fallet och de endogena och exogena signalerna de får.

De kvinnliga gonaderna är äggstockarna och de manliga gonaderna är testiklarna. En gång i dessa vävnader multipliceras de ursprungliga cellerna snabbt, men mönstren för denna mitotiska spridning skiljer sig mellan de två.

Det finns då två typer av groddceller kända som oogonia och spermatogonia.

Kvinnliga groddceller: oogonia

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

Oogonia är mitotiskt aktiva celler. De delar sig intensivt under embryonal utveckling, speciellt från den andra till den femte månaden av graviditeten hos människor, och bildar därmed upp till mer än 7 miljoner av dessa celler, även om vissa naturligt degenererar.

Dessa celler delar sig inte igen med mitos igen i de postnatala stadierna, utan differentierar i stället med jämna mellanrum. Under de sista stadierna av fosterutvecklingen börjar emellertid de delas med meios, en process som kvarstår i "arrest" tills början av puberteten.

Hanceller: spermatogonia

Spermatogoniens spridning skiljer sig något från oogonia, för trots att dessa börjar formas och föröka sig i de embryonala testiklarna, behåller de sin förmåga att dela upp i praktiskt taget hela det postnatala livet.

De seminiferösa kanalerna i testiklarna är internt avgränsade med groddartad spermatogoni, och några av de populationer som består av dessa celler delar sig med mitos. I början av puberteten börjar grupper av spermatogoni (primära spermatocyter) delas med meios för att bilda de sekundära spermatocyterna som kommer att ge upphov till haploida spermatider.

mutationer

Germceller är "fabrikerna" där "fordon" för att överföra information från en generation till nästa produceras. På samma sätt är dessa celler av stor betydelse för evolutionära processer, eftersom nästan varje modifiering de genomgår kommer att präglas avkomman.

Vi kan säga att DNA för alla celler i en organism är benägna att mutationer och även om mutationer i somatiska celler är viktiga i samband med många sjukdomar och andra tillstånd, sträcker de sig inte alltid längre än livslängden för organismen. individ som bär dem.

Germline mutationer, å andra sidan, bidrar direkt till evolutionära genetiska processer, eftersom dessa förändringar kan överföras från en generation till nästa genom gameter och zygoter.

Av dessa skäl kan könscellmutationer endast vara synliga i avkomman och detta beror väldigt ofta på homozygositeten eller heterozygositeten hos de drabbade generna hos varje förälder.

Orsakerna till groddmutationer är många eftersom de kan uppstå som svar på endogena eller exogena signaler. Vissa av dessa mutationer producerar sjukdomar som kan ärvas genom moderlinjen eller genom faderlinjen, beroende på fall.

Germcelltumörer

Den okontrollerade uppdelningen av celler i nästan vilken som helst vävnad i människokroppen, liksom i andra djur, kan resultera i bildandet av tumörer, som kan vara godartade eller maligna.

De som härrör från könsceller kallas vanligtvis neoplasmer och kan vara:

- Germinomas

- Teratomas

- Embryonala karcinom

- Endodermal sinus tumörer

- Choriocarcinom

Dessa tumörer kan förekomma regelbundet i de inre regionerna i gonaderna, även om de också kan vara relaterade till spridningen eller avvikande migration av de primordiala groddcellerna, vilket innebär att de kan uppträda i olika delar av kroppen.

Elektronmikrografi av en intratubulär könscellerneoplasma i testiklarna eller 'seminom' (Källa: Nephron via Wikimedia Commons)

Tumörer associerade med den ursprungliga kimcellinjen är kända som germinom, medan embryonala karcinom är de som härrör från embryonala "stam" -celler eller härledda celler.

Vanligtvis tappas de primordiala groddcellerna som bildas i extragonadala platser, men teratom är avvikande tillväxter av extragonadala kimceller som har lyckats överleva och består av slumpmässiga blandningar av differentierade vävnader såsom brosk, hud, hår eller tänder.

Endodermala sinumtumörer är de som bildas från celler härrörande från extra-embryonala vävnader och som är differentierade, vilka bildar endodermal äggula. Om, tvärtom, tumören bildas i det trofoblastiska skiktet, kallas det koriokarcinom.

Könstumtumörer i äggstockarna svarar för cirka 20% av alla tumörer i äggstockarna, är vanliga hos flickor och unga vuxna upp till cirka 20 års ålder och är nästan alltid teratom av malign natur.

Bland dessa har dysgerminom utmärkt sig, vilka är solida och köttiga tumörer som har ett mjukt täcke, sammansatt av aggregat av celler med ett polygonalt utseende, med framstående plasmamembran och ett stort antal cytosoliska granuler.

referenser

1. Carlson, BM (2018). Mänsklig embryologi och utvecklingsbiologi E-bok. Elsevier Health Sciences.
2. Jennings, MT, Gelman, R., & Hochberg, F. (1985). Intrakraniella tumörceller: naturhistoria och patogenes. Journal of neurochirgery, 63 (2), 155-167.
3. Kurman, RJ, & Norris, HJ (1977). Maligna kimcells tumörer i äggstocken. Human patology, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, K., & Wylie, C. (2004). Ursprunglig kimcellmigration. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
5. Pelosi, E., Forabosco, A., & Schlessinger, D. (2011). Bildning av bakterieceller från embryonala stamceller och användning av somatiska cellkärnor i oocyter. Annaler från New York Academy of Sciences, 1221 (1), 18.
6. Richardson, BE, & Lehmann, R. (2010). Mekanismer som styr primordial kimcellmigration: strategier från olika organismer. Naturen granskar molekylär cellbiologi, 11 (1), 37-49.
7. Van Doren, M. (2010). Cellbiologin i bakteriecellens livscykel. Aktuellt yttrande inom cellbiologi, 22 (6), 707.
8. Wylie, C. (1999). Könsceller. Cell, 96 (2), 165-174.