SUKUSOLUT: OMINAISUUDET, MUODOSTUMINEN, TYYPIT, MUUTTOLIIKE - BIOLOGIA - 2026

Sukusolujen ovat prekursorisolujen sukusolujen eläinten suvullisesti. Ne ovat alkion edeltäjiä, jotka eroavat useista somaattisista solulinjoista (soma = vartalo) hyvin varhaisessa vaiheessa useimpien lajien kehityksessä.

Lähes kaikki seksuaalisesti lisääntyvät organismit syntyvät kahden gameettisen solun fuusiosta. Sukusolut ovat erikoistuneet solut, jotka kuljettavat puolet niitä tuottavan yksilön, isän ja äidin, geneettisestä informaatiosta (ne ovat haploidisia soluja).

Ihmisen alkion kantasolut soluviljelmässä. Ryddragyn englanniksi Wikipediassa

Kaikki eläimen tuottamat sukusolut muodostetaan erityisestä solulinjasta, jota kutsutaan ituradaksi, joka kehittyy monimutkaisten erityisten signaalien joukon mukaisesti. Nämä solut edustavat perimän ja sytosolisten komponenttien pääasiallista "siirto" reittiä sukupolvesta toiseen.

Sukusolut ovat vastuussa spesifikaation ja evoluution prosesseista, koska juuri näissä tapahtuvat muutokset siirtyvät sukupolvelta toiselle. Lisäksi nämä solut välittävät perinnöllisten sairauksien leviämistä vanhemmilta lapsilleen, etenkin ihmisillä.

Sukusolujen ominaisuudet

Sukusolut ovat "pluripotentteja" tai "totipotentteja" alkion soluja, ts. Ne voivat erottua melkein mihin tahansa solutyyppiin oikeissa olosuhteissa ja signaaleissa. Lisäksi ne ovat päteviä soluja "itsensä uudistamiselle", koska ne ovat vastuussa omasta uudistumisestaan.

Nämä solut ovat ainoat, jotka kykenevät tuottamaan sukusoluja, jotka ovat solut, jotka voivat muodostaa uuden organismin, ominaisuuden, jonka alkion muut solut menettävät erottuessaan.

Jotkut kirjoittajat pitävät niitä sitten lajin "kantasoluina", koska ne eivät muodosta elimiä, vaan pikemminkin uusia yksilöitä. Samoin nämä solut ovat tärkein keino lajien kehittymiseen ja ne ovat perinnöllisten sairauksien leviämisvälineitä etenkin ihmisillä.

Sukusolut tuottavat sukusoluita meioosiksi ja gametogeneesiksi kutsuttujen prosessien kautta (oogeneesi ja spermatogeneesi monilla eläimillä), jotka ovat ominaisia ​​ja ainutlaatuisia tälle soluryhmälle.

Semififerous tubulukset kypsä sperma. nephron

koulutus

Alkusolut erotellaan varhain muista somaattisista solulinjoista alkion kehityksen aikana.

Kuinka se tapahtuu joillakin selkärangattomilla?

Hedelmäkärpäs Drosophila melanogaster. Kuvannut ja muokannut: Sanjay Acharya

Monissa lajeissa, kuten hedelmäkärpäsen D. melanogasterissa, nämä solut muodostuvat blastulan alkukantaisista soluista, jotka ovat ”perineet” sytosolisen determinantin, joka tunnetaan nimellä ”germplasma” tai ”ituraku”, ts. aivan erityiset blastomeerit.

Mainittu itämisplasma sisältää rakenteellisia elementtejä ja jonkin verran messenger-RNA: ta ja oogeneesin ja hedelmöityksen aikana se käy läpi erilaisia ​​sytosolisia liikkeitä, jotta myöhemmin muodostuisi alkeissoluklusterit blastula-vaiheessa, mikä synnyttää alkukantasoluja.

Blastomeerit, joilla on "iturajaplasma", jakautuvat epäsymmetrisesti, perimässä ituradan yhdelle tytärsolulle. Kun alkio saavuttaa gastrula-vaiheen, näiden solujen vastaava jakautuminen alkaa ja alkukantaisten solujen populaatio laajenee.

Kuinka se tapahtuu ihmisillä?

Ihmisen kaltaisissa nisäkkäissä sitä vastoin ”ituraplasman” osallistumista ei ole ilmoitettu alkukantasolujen muodostumisprosessissa, vaan tämän linjan spesifikaatio määräytyy solu-soluvuorovaikutusten avulla.

Alkeis-sukusolut sijaitsevat alkion syntyvaiheen varhaisessa vaiheessa eräässä alkion ulkopuolella, ja ihmisillä tämä tapahtuu noin kolmannen kehitysviikon ajan.

Kun ensisolujen linja on määritelty, ne siirtyvät kohti naisen tai miehen sukurauhasia, joissa aktivoidaan vastaavasti oogeneesi- tai spermatogeneesiprosessit.

Ensisijaisten solujen vuorovaikutus sukurauhasten somaattisten solujen kanssa, sukupuolikromosomien ja muiden äitiystekijöiden lisäksi, määrittelee sukupuolen määrittämisen iturajassa, vaikka tämä prosessi voi vaihdella huomattavasti lajien välillä ja toinen.

Geenien differentiaalinen ilmentyminen

Somaattisten solujen ja itusolujen alun "erottelun" tapahtumiseksi ensimmäinen asia, joka tapahtuu, on geenien differentiaalinen ilmentyminen, koska ituradassa somaattisten linjojen karakteristiset geenit repressoidaan "ohjelman käynnistämiseksi". Sukusolujen genetiikka.

Muodostumisprosessinsa aikana nämä solut siirtyvät myös lähtöpaikastaan ​​tiettyyn paikkaan, johon sukurauhaset muodostuvat, jotka ovat aikuisen sukusoluja tuottavia kudoksia.

Solujen muuttoliike saavutetaan myös aktivoimalla koko muuttoliike "kone" ja erilaiset "ohjaavat" mekanismit, jotka liittyvät moniin geneettisiin ja epigeneettisiin tekijöihin (joilla ei tarvitse olla tekemistä nukleotidisekvenssin modifioinnin kanssa)).

muutto

Alkeis-sukusolut, ne, jotka aiheuttavat “todellisia” sukusoluja, muodostuvat kaukana sieltä, missä ne kehittyvät, ja, jotta he voivat asettua paikalleen, niiden on muuttuttava paikkoihin, joissa munasarjat ja kivekset sijaitsevat, jotka ovat naisen ja miehen sukurauhaset..

Alkeis-sukusolut nähdään alun perin mahalaukun aikana soluklusterina allantois-juuressa, joka on alkion ulkopuolinen kalvo, joka muodostuu ulosvirtauksena alkion primaarisista ruuansulatuksista.

Kaksiosaisen eläimen ruoansulatus. 1-Blastula. 2-gastrula. Pidalka44

Tässä vaiheessa alkeissolut saavat polarisoituneen morfologian ja jotkut kokeet ovat osoittaneet, että ne jatkavat pitkiä prosesseja liikkuessaan.

Myöhemmin nämä ilmenevät takaraumassa ja poistuvat sitten suolen selkäosasta ja muuttuvat sivusuunnassa siirtäen sukupuolielinten harjuja.

Kun ensisolut siirtyvät takarakasta ympäröivään sidekudokseen, jälkimmäinen pidentyy ja muodostaa suoliston mesenterian (kudos, joka linjaa ohutsuolen ja yhdistää sen vatsan seinämään), prosessin, joka tapahtuu samalla kun solut ilmaantuvat suolen seinämän läpi.

Ohjausmekanismit

Prekursorisolujen saapumista nuoren kudokseen säätelevät näiden rakenteiden somaattiset solut, joilla ilmeisesti on "kemoattraktantti" vaikutus edellisiin.

Frafilisiksi tunnetun geenin ilmentymisellä on osoitettu kokeellisesti olevan paljon tekemistä liikkuvuuden kehittymisen kanssa alkukantasoluissa.

Tämä geeni on mukana solu-solu-adheesioprosesseissa ja solusyklin kontrolloinnissa, joten epäillään, että adheesioprosessien säätelyllä voisi olla ratkaiseva merkitys muuttoprosessin aloittamisessa.

Jotkut kirjoittajat katsovat kuitenkin, että näiden solujen kulkeutumisreittiä hallitaan ympäristötasolla sen sijaan, että se olisi itsenäinen prosessi.

Matkalla sukurauhasiin ja kerran niissä nämä solut lisääntyvät mitoosilla, tuottaen useita klooneja, jotka onnistuvat lisäämään yksilöiden lukumäärää solupopulaatiossa.

Sukusolujen tyypit

Kun alkukantasolut saavuttavat lopulliset kudoksensa, ne kehittyvät tapauksen mukaan naissukusoluiksi tai urossuosiksi ja niiden vastaanottamiin endogeenisiin ja eksogeenisiin signaaleihin.

Naisten sukurauhaset ovat munasarjat ja urosrauhaset ovat kivekset. Näissä kudoksissa alkeisolut moninkertaistuvat nopeasti, mutta tämän mitoottisen lisääntymisen mallit eroavat näiden kahden välillä.

Siellä on siis kahden tyyppisiä sukusoluja, jotka tunnetaan nimellä oogonia ja spermatogonia.

Naissukusolut: oogonia

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

Oogonia ovat mitoottisesti aktiivisia soluja. Ne jakautuvat voimakkaasti alkion kehityksen aikana, erityisesti toisesta viiteen raskauskuukauteen ihmisissä, muodostaen siten yli 7 miljoonaa näistä soluista, vaikka jotkut luonnollisesti rappeutuvat.

Nämä solut eivät jakaudu mitoosilla jälleen synnytyksen jälkeisissä vaiheissa, vaan sen sijaan erilaistuvat ajoittain. Sikiön viimeisissä kehitysvaiheissa ne alkavat kuitenkin jakautua meioosilla, prosessi, joka pysyy "pidätettynä" murrosiän alkuun asti.

Miesten sukusolut: spermatogonia

Spermatogonian lisääntyminen on jonkin verran erilainen kuin oogonian, koska huolimatta tosiasiasta, että ne alkavat muodostua ja lisääntyä alkion kiveksissä, ne ylläpitävät kykyään jakaa käytännössä koko synnytyksen jälkeisen ajan.

Kivesten siemenkanavat rajoittuvat sisäisesti itävään spermatogoniaan ja jotkut näistä soluista koostuvista populaatioista jakautuvat mitoosin avulla. Pubertiteetin alkaessa spermatogoniaryhmät (primaariset spermatosyytit) alkavat jakaa meioosilla toissijaisiksi spermatosyyteiksi, jotka aiheuttavat haploidisia siittiöitä.

mutaatiot

Sukusolut ovat "tehtaita", joissa tuotetaan "ajoneuvoja" tiedon siirtämiseksi sukupolvelta toiselle. Samoin näillä soluilla on suuri merkitys evoluutioprosesseille, koska melkein kaikki muutokset, joita ne tekevät, tulostetaan jälkeläisiin.

Voimme sanoa, että kaikkien organismien solujen DNA: lla on taipumus mutaatioihin ja vaikka somaattisissa soluissa olevat mutaatiot ovat tärkeitä monien sairauksien ja muiden tilojen yhteydessä, ne eivät aina ulotu organismin elinkaaren ajan. henkilö, joka kantaa niitä.

Iduslinjojen mutaatiot puolestaan ​​vaikuttavat suoraan evoluutiogeneettisiin prosesseihin, koska nämä muutokset voivat siirtyä sukupolvelta toiselle sukusolujen ja sikotien kautta.

Näistä syistä sukusolujen mutaatiot voivat olla näkyvissä vain jälkeläisissä ja tämä riippuu hyvin usein vaikutusalaan kuuluvien geenien homozygositeetista tai heterotsygoottisuudesta kussakin vanhemmassa.

Sukusolujen mutaatioiden syitä on monia, koska ne voivat esiintyä vastauksena endogeenisiin tai eksogeenisiin signaaleihin. Jotkut näistä mutaatioista tuottavat sairauksia, jotka voidaan periytyä äiti- tai isälinjan kautta tapauksesta riippuen.

Sukusolukasvaimet

Solujen hallitsematon jakautuminen melkein missä tahansa ihmiskehon kudoksessa, kuten myös muissa eläimissä, voi johtaa kasvaimiin, jotka voivat olla hyvänlaatuisia tai pahanlaatuisia.

Sukusoluista peräisin olevia kutsutaan yleensä kasvaimiksi ja ne voivat olla:

- Germinomas

- Teratomas

- Alkion karsinoomat

- Endodermaaliset sinus kasvaimet

- Koriokarsinoomat

Nämä kasvaimet voivat esiintyä säännöllisesti sukurauhasten sisäisillä alueilla, vaikka ne voivat liittyä myös alkukantasolujen lisääntymiseen tai poikkeavaan muuttoliikkeeseen, mikä tarkoittaa, että ne voivat esiintyä kehon eri alueilla.

Kivesten tai 'seminoman' intratubulaarisen sukusolujen neoplasman elektronimikrokuva (Lähde: Nephron Wikimedia Commonsin kautta)

Alkeiseen sukusolulinjaan liittyviä kasvaimia kutsutaan germinoomiksi, kun taas alkion karsinoomat ovat niitä, jotka ovat johdettu alkion "kantasoluista" tai niistä johdettuista soluista.

Yleensä ekstragonadaalisiin paikkoihin muodostuvat alkukantaiset solut irtoavat, mutta teratoomat ovat epänormaalit ekstragonadaalisten sukusolujen kasvut, jotka ovat onnistuneet selviytymään ja jotka koostuvat satunnaisista seoksista erilaistuneista kudoksista, kuten rusto, iho, hiukset tai hampaat.

Endodermaaliset sinus kasvaimet ovat niitä, jotka muodostuvat soluista, jotka on johdettu ekstraembrryonisista kudoksista ja jotka ovat erilaistuneita, jotka muodostavat endodermaalisen keltuaisisäkkeen. Jos kasvain muodostuu päinvastoin, sitä kutsutaan koriokarsinoomiksi.

Munasarjojen ituraumakasvaimien osuus on noin 20% kaikista munasarjasyövistä, ne ovat yleisiä tytöillä ja nuorilla noin 20-vuotiailla aikuisilla, ja ne ovat melkein aina pahanlaatuisia.

Näistä on erotettu dysgerminoomat, jotka ovat kiinteitä ja lihaisia ​​kasvaimia, joilla on pehmeä kansi ja jotka koostuvat monikulmaisen ulkonäön solujen aggregaateista, näkyvistä plasmamembraaneista ja suuresta määrästä sytosolisia rakeita.

Viitteet

1. Carlson, BM (2018). Ihmisen sikiö- ja kehitysbiologian e-kirja. Elsevier terveystieteet.
2. Jennings, MT, Gelman, R., ja Hochberg, F. (1985). Intrakraniaaliset itusolukasvaimet: luonnollinen historia ja patogeneesi. Journal of neurosurgery, 63 (2), 155 - 167.
3. Kurman, RJ, ja Norris, HJ (1977). Munasarjan pahanlaatuiset sukusolukasvaimet. Ihmisen patologia, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, K., ja Wylie, C. (2004). Ensisijaisten sukusolujen muuttoliike. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
5. Pelosi, E., Forabosco, A., ja Schlessinger, D. (2011). Sukusolujen muodostuminen alkion kantasoluista ja somaattisten solutuumien käyttö munasoluissa. New Yorkin tiedeakatemian vuosipäivät, 1221 (1), 18.
6. Richardson, BE, ja Lehmann, R. (2010). Alkeisten sukusolujen siirtymistä ohjaavat mekanismit: strategiat eri organismeista. Luontoarvostelut Molecular cell biology, 11 (1), 37-49.
7. Van Doren, M. (2010). Sukusolujen solubiologia. Nykyinen lausunto solubiologiasta, 22 (6), 707.
8. Wylie, C. (1999). Sukusolut. Cell, 96 (2), 165 - 174.