OOGENES: FASER, EGENSKAPER HOS DJUR OCH VÄXTER - BIOLOGI - 2025

Den oogenes eller könsceller är utvecklingsprocessen av den kvinnliga könsceller hos djur och blommande växter (en "moget ägg" förekommer hos djur och en "megagametofito" i växter). Denna händelse inträffar när kvinnliga individer når mognad och börjar således deras reproduktionscykel.

Hos kvinnor börjar oogenes i den prenatala perioden, där oogonia multiplicerar genom mitotiska uppdelningar. Den således producerade oogonia förstoras för att bilda de primära oocyterna före fostrets födelse och slutligen är det i puberteten hos kvinnor som mogna ägglossningar utvecklas.

Oogenesprocess hos människor och andra djur (Källa: Henry Vandyke Carter via Wikimedia Commons)

Utvecklingen av primära oocyter regleras av två hormoner i hypofysen: follikelstimulerande och luteiniserande, och dessa i sin tur regleras av gonadotropinfrisättande hormon som utsöndras i hypotalamus.

I de flesta fall, när ägget inte befruktas, elimineras det från kroppen genom blödning från djurens kvinnliga könsorgan. Denna händelse kallas bland annat menstruation, menstruationscykel eller värme.

I blommande växter eller angiospermer utvecklas även megagametofyten (kvinnlig gamete) och mikrogametofyten (manlig gamet) förutom att utvecklas i samma växt i samma struktur, som är en blomma med bisexuella egenskaper.

Stammarna av en blomma producerar mikrogametofyt, medan karpellerna producerar megagametofyten. Vissa växter har dock blommor endast med stamens och andra blommor endast med karpeller, och dessa arter är kända som monoecious.

I växter innefattar kvinnlig gametogenes två huvudprocesser kända som megasporogenes och megagametogenes, som har att göra med bildandet av megasporen i kärnan och med utvecklingen av megasporen för att bli en megagametofyt.

Oogenes hos djur

Oogenes, i sig, är produktion av ägglossningar och sker i äggstockarna hos kvinnliga däggdjursdjur. En del av äggstockarna bildas av äggstocksfolliklarna, eftersom ägglossarnas primordia smälts samman till dessa tills de mognar.

När unga kvinnliga däggdjur når puberteten går äggstockarna in i en aktiv fas som kännetecknas av tillväxt och cyklisk mognad hos små grupper av folliklar.

Det vanliga är att i varje cykel når en enda primär follikel full mognad och oocyten frigörs från äggstocken till livmodern. Det har räknats att av de 400 tusen oocyterna som en kvinna presenterar vid födseln, är bara 400 mogna under den fruktbara perioden.

Denna mognadsprocess från de primära folliklarna till slutet av det mogna ägget kallas "follikulogenes" och involverar olika steg i uppdelning och differentiering för follikulärcellerna innan de förvandlas till ett moget ägg.

Gametogenes förekommer kontinuerligt hos kvinnliga däggdjur tills menstruationscykelns permanenta upphörande, en period känd som "menopaus" hos människor.

Forskare uppskattar att den ideala åldern för mänsklig reproduktion är mellan 20 och 35 år, eftersom äggarna under denna period utvecklas med full livskraft och sannolikheten för kromosomavvikelser i ett embryo ökar när kvinnor de blir gamla.

- Egenskaper

- Kvinnliga ägg bildas under embryonal utveckling, nya äggprimior kommer inte efter födseln.

- Det mogna ägget lossnar från äggstocken och går till livmodern, där det bibehålls tills befruktningen av en manlig könsskam.

Elektronmikrografi av ett ägg, det kvinnliga spelet (Källa: TheBloxter446 via Wikimedia Commons)

- I slutet av varje fertilitetscykel kastas ägg som inte befruktas bort och släpps ut genom blödning som kallas ”menstruation”.

- Alla steg av oogenes sker inuti äggstockarna.

- Under kvinnlig gametogenes skapas tre polära kroppar som inte är livskraftiga eller bördiga.

- I den första meiotiska processen är cytosolen inte delad lika, en av de resulterande cellerna sitter kvar med det mesta av den cytoplasmiska volymen och de andra är betydligt mindre.

- Faser

Prenatal utveckling

Under de tidiga utvecklingsstadierna av det kvinnliga embryot multipliceras celler som kallas oogonia med mitos. Oogonia, produkt från den mitotiska processen, växer i storlek och kommer från de primära oocyterna före födseln.

Under utvecklingen av primära oocyter bildar de omgivande bindvävscellerna ett enda lager platt follikulära celler. Den primära oocyten innesluten av detta cellskikt utgör en primuliell follikel.

Vid puberteten förstoras den primära oocyten, follikulära epitelcellerna förändras till en kubisk och senare columnar form, och deras fusion ger upphov till en primär follikel.

Den primära oocyten omges av en täckning av ett amorft, acellulärt, glykoproteinrikt material känt som ”zona pellucida”. Detta har en maskform med många "fenestrationer".

Primära oocyter börjar delas med meios före fosterets födelse. Emellertid sker fullbordandet av profas förrän individen når puberteten.

Postnatal utveckling

Efter puberteten börjar ägglossning varje månad. Detta innebär att frigörandet av en oocyt sker från äggstocksfollikeln till livmodern.

De primära oocyterna som suspenderades i profaset från den första meiotiska cykeln aktiveras under denna period och när follikeln mognar fullbordar den primära oocyten den första meiotiska uppdelningen för att ge upphov till en sekundär oocyt och en första polär kropp.

Vid denna första meiose är cytoplasmatisk uppdelning ojämn, den resulterande sekundära oocyten får nästan hela cellens cytoplasma, medan den polära kroppen får mycket liten cytoplasma.

Under ägglossningen börjar kärnan i den sekundära oocyten den andra meiotiska uppdelningen tills metafas, där celldelningen stannar. Om en spermie vid den tiden kommer in i den sekundära oocyten, är den andra meiotiska uppdelningen avslutad.

Efter denna andra meiotiska uppdelning bildas åter en cell med högt cytoplasmatiskt innehåll (den befruktade sekundära oocyten) och en annan mindre cell, som representerar den andra polära kroppen, vilket slutar att degenerera. Mogningen av oocyten slutar med degenerationen av de två polära kropparna som ett resultat av uppdelningen.

Oogenes i växter

I blommande växter sker syntes av megagametofyter inne i blomman, i en struktur som kallas äggstocken. Äggstockarna finns i karpellerna, varje karpel består av en äggstock, en stil och ett stigma.

Uppsättningen med karpeller i en blomma kallas "gynoecium" och dessa kan förenas eller separeras inuti blomman, beroende på art.

Inuti äggstockarna kan man hitta en eller flera ägglossningar. Formen, antalet karpeller och antalet ägglossningar och deras arrangemang varierar med arten, så mycket att dessa egenskaper används som taxonomiska tecken för klassificering.

I växter är varje ägglossning en mycket komplex struktur, den består av en fot som kallas en funiculus, som håller hela kärnan inuti. Kärnan omges i sin tur av ett eller två lager som kallas heltal (antalet heltal varierar beroende på art).

Integumenten möts i ena änden och lämnar en liten öppning som kallas en mikropyle. Mikropylen är det utrymme genom vilket pollenröret passerar genom för att befrukta äggcellen.

Inuti kärnan är det där syntesprocessen för megagametofyter äger rum.

Megagametofyten kallas också en embryosäck, eftersom embryot utvecklas inuti det när befruktningen inträffar.

- Egenskaper

- Äggcellerna eller kvinnliga gamet i växter omfattar åtta olika celler, 7 utgör embryosäcken och en själva äggcellen, oosfären eller kvinnliga gameten.

- Äggstocken i de flesta växter innehåller flera ägglossningar som kan befruktas under samma befruktningshändelse.

- Eggarna kan vara "självpollinerade", det vill säga pollen från samma blomma där ägglossningen och måren finns kan befrukta ägglossarna inuti carpel.

- Inuti äggcellerna finns det två polära kärnor som smälter samman för att skapa endospermen, som är det ämne som embryot matar under de första stadierna av dess utveckling.

- Megasporen delar upp tre gånger på ett mitotiskt sätt och har sitt ursprung i en embryosäck med åtta kärnor.

- Det finns celler som finns i ändarna av kärnan, de är kända som synergister och antipoder.

- Faser

I princip utvecklas en enda kvinnlig gamet eller megasporocyt inuti kärnan. Inom denna struktur genomgår en diploid stamcell av megasporocyter meios (meios I) och bildar fyra haploida celler, kallad megasporer.

De fyra megasporerna är ordnade på ett linjärt sätt. I teorin är megasporogenesen vid denna punkt fullständig; tre av megasporerna sönderdelas så småningom och bara en överlever att mogna och förvandlas till megagametofyt.

I de flesta blommande växter börjar emellertid den utvecklande megagametofyten livnära sig på kärnorna och delar upp mitotiskt (mitos I), vilket resulterar i två nya kärnor.

Var och en av de två nya kärnorna delar upp mitotiskt en gång till (mitos II) för att ge upphov till fyra nya kärnor. Så småningom delar de resulterande fyra kärnorna igen genom mitos (mitos III) och bildar åtta kärnor.

De åtta kärnorna är indelade i två grupper om fyra kärnor, den ena är belägen i slutet av mikropylen, medan den andra ligger i motsatt ände. En kärna från varje grupp av de fyra migrerar mot mitten av megagametofyten, vilket ger upphov till de polära kärnorna.

De tre återstående cellerna vid mikropillaränden är synergisterna och de i motsatt ände är antipoderna. Synergiderna kommer att ingå i befruktningsprocessen när blomman pollineras.

Hela strukturen hos den mogna kvinnliga gameten kallas embryosäcken och byggs av den centrala binucleatcellen och de sex kärnorna som utgör de synergistiska cellerna och antipodcellerna.

referenser

1. Desai, N., Ludgin, J., Sharma, R., Anirudh, RK, & Agarwal, A. (2017). Gametogenes av kvinnor och män I klinisk reproduktionsmedicin och kirurgi (s. 19-45). Springer, Cham.
2. Evans, HM, & Swezy, O. (1932). Ovogenes och den normala follikulära cykeln hos vuxna mammalier. Kalifornien och västerländsk medicin, 36 (1), 60.
3. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Botanik Klassificering, struktur och reproduktion.
4. Moore, KL, Persaud, TVN, & Torchia, MG (2018). The Developing Human-E-Book: Clinically Oriented Embryology. Elsevier Health Sciences.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Växternas biologi. Macmillan.
6. Wang, JH, Li, Y., Deng, SL, Liu, YX, Lian, ZX, & Yu, K. (2019). Nya forskningsframsteg inom mitos under mammalian gametogenesis. Celler, 8 (6), 567.