Жылыңқы қабықша жасушаларының дамуы мен қасиеттері
Blastomere
Бластомерлер – ұрықтанғаннан кейін пайда болатын жасушалар. Бластула және бластоцист дамуында маңызды рөл атқарады. Жалғастыра білу үшін көбірек біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Биологияда бластомер – ұрықтанғаннан кейін зиготаның жасушалық бөлінуі (бөлінуі) нәтижесінде пайда болатын жасуша түрі; бластомерлер бластула және сүтқоректілерде бластоцист қалыптасуының қажетті бөлігі болып табылады.
In biology, a blastomere is a type of cell produced by cell division (cleavage) of the zygote after fertilization; blastomeres are an essential part of blastula formation, and blastocyst formation in mammals.
Адам бластомерінің сипаттамалары
Адамда бластомерлердің қалыптасуы ұрықтанғаннан кейін дереу басталады және эмбрионалдық дамудың алғашқы аптасында жалғасады. Ұрықтанғаннан кейін 90 минут өткен соң зигота екі жасушаға бөлінеді. Зиготаның алғаш рет бөлінуінен кейін пайда болатын екі жасушалық бластомер күйі, ұрықтандырылған жұмыртқа жасушасының ең алғашқы митоздық өнімі болып есептеледі. Митоздық бөліністер жалғасып, нәтижесінде бластомерлер деп аталатын жасушалардың тобы түзіледі. Бұл процесте эмбрионның жалпы мөлшері өспейді, сондықтан әр бөлініс жасушаларды кішірейтеді. Зиготада 16-32 бластомер болғанда, ол морула деп аталады. Бұл эмбрионның бастапқы даму кезеңдері. Бұл басталғаннан кейін моруланың цитоплазмасындағы бластомер жасушаларындағы микротубулалар натрий сорғылары сияқты маңызды мембраналық функцияларды атқаруы мүмкін. Бұл сорғылар эмбрионның ішін блястоцельдік сұйықтықпен толтырады, бұл өмірдің одан әрі өсуіне көмектеседі. Бластомер тотипотентті болып саналады; яғни, бластомерлер бір жасушадан толыққанды көбелекке айналуға қабілетті. Бұл факті мысық бластомерлерімен жүргізілген зерттеулер мен болжамдар арқылы дәлелденді және көптеген сүтқоректілердің бластомерлеріне де қатысты деп есептеледі. Зерттеулерде екі жасушалық күйдегі монозиготалық егіз мысық бластомерлері талданды, соның нәтижесінде егіз бластомерлердің біреуі жойылған жағдайда да толыққанды көбелек мысық дамуы мүмкін екені анықталды. Осыған сүйенсек, егер егіз жасушалардың біреуі тотипотентті болса, жойылған жасуша да бастапқыда сондай қабілетке ие болған болуы мүмкін. Эмбриондағы бластомерлердің салыстырмалы мөлшері жасушалардың бөліну сатысына және олардың арасындағы бөлінудің реттелуіне байланысты. Егер жасушалық массадағы бластомерлер саны жұп болса, жасушалардың мөлшері бірдей болуы керек. Бірақ, егер жасушалық массадағы бластомерлер саны тақ болса, онда жасушалардың мөлшері массаның дифференциациялану сатысын тиімді қолдайтындай асинхронды бөліну болуы керек. Бластомердің мөлшері әдетте, егер бір бластомердің диаметрі салыстырылатын екіншісінен 25%-дан асып кетсе, тең емес деп саналады.
In humans, blastomere formation begins immediately following fertilization and continues through the first week of embryonic development. About 90 minutes after fertilization, the zygote divides into two cells. The two cell blastomere state, present after the zygote first divides, is considered the earliest mitotic product of the fertilized oocyte. These mitotic divisions continue and result in a grouping of cells called blastomeres. During this process, the total size of the embryo does not increase, so each division results in smaller and smaller cells. When the zygote contains 16 to 32 blastomeres it is referred to as a morula. These are the preliminary stages in the embryo beginning to form. Once this begins, microtubules within the morula's cytosolic material in the blastomere cells can develop into important membrane functions, such as sodium pumps. These pumps allow the inside of the embryo to fill with blastocoelic fluid, which supports the further growth of life. The blastomere is considered totipotent; that is, blastomeres are capable of developing from a single cell into a fully fertile adult organism. This has been demonstrated through studies and conjectures made with mouse blastomeres, which have been accepted as true for most mammalian blastomeres as well. Studies have analyzed monozygotic twin mouse blastomeres in their two cell state, and have found that when one of the twin blastomeres is destroyed, a fully fertile adult mouse can still develop. Thus, it can be assumed that since one of the twin cells was totipotent, the destroyed one originally was as well. Relative blastomere size within the embryo is dependent not only on the stage of the cleavage, but also on the regularity of the cleavage amongst the cells. If the number of blastomeres in the cellular mass is even, then the sizes of the cells should be congruent. However, if the number of blastomeres in the cellular mass is not even, then the division should be asynchronous such that the sizes of the cells best support the mass's specific stage of differentiation. Blastomere size is typically considered uneven when one blastomere has a diameter over 25% larger than that of the other being compared.
Бластомерлердің дифференциациясы
Бластомерлердің зиготадан бөлінуі бір құнарлы жасушаның бластоцист пайда болғанға дейін бөлінуін және дифференциациялануын жалғастыруға мүмкіндік береді. Бластомерлердің дифференциациясы екі ерекше жасуша популяциясының дамуына мүмкіндік береді: эмбрионға айналатын ішкі жасуша массасы және плацентаға айналатын трофектодерма. Бұл алғы жасушалар әдетте, бластомерлер 8 және 16 жасушалық массаларға дифференциацияланған кезде пайда болады. 8 жасушалық дифференциация кезеңінде бластомерлер адгерентті байланыстарды құрайды, содан кейін апикальді-базальді ось бойымен поляризацияланады. Бұл поляризация осы жасушалардың морфологиясын өзгертеді және дифференциация процесін бастайды. Жасушалар 32 жасушалық сатыда осы екі доменнің бірінде өздерінің жеке күйлеріне толықтай бейімделеді. Басқа, кеңінен қабылданған модель "жасушалық полярлық модель" деп аталады. Бұл модельде 8 және 16 жасушалық сатылардағы бөліну жазықтығының бағыты олардың кейінгі дифференциациясын анықтайды. Бластомерлердің бөлінуінің екі негізгі түрі бар: симметриялық, яғни апикальді-базальді оське перпендикуляр, немесе асимметриялық, яғни апикальді-базальді оське көлденең. Осы жасушалардың неге осылай бағытталатынын түсіндіруге тырысатын көптеген гипотезалар мен болжамдар бар. Кейбір зерттеушілер ерте бөлінетін бластомерлер асимметриялық түрде бөлінеді деп мәлімдейді, ал басқалары 8 жасушалық сатыдағы бластомерлердің бағыты кездейсоқ және ірі масштабта болжау мүмкін емес деп ұсынады. Бір зерттеуде ядроның әрбір бластомердегі орны жасушаның қалай бөлінетінін көрсетуге болады: егер ядро апикальді аймақта болса, онда жасуша симметриялық түрде бөлінеді, ал егер ядро базальді аймақта болса, онда жасуша асимметриялық түрде бөлінеді.
The division of blastomeres from the zygote allows a single fertile cell to continue to cleave and differentiate until a blastocyst forms. The differentiation of the blastomere allows for the development of two distinct cell populations: the inner cell mass, which becomes the precursor to the embryo, and the trophectoderm, which becomes the precursor to the placenta. These precursors typically appear when the blastomere differentiates into the 8 and 16 cell masses. During the 8 cell differentiation period, the blastomeres form adheren junctions, and subsequently polarize along the apical basal axis. This polarization permanently changes the morphology of these cells, and starts the differentiation process. The cells will then fully commit to their individual states in one of these two domains at the 32 cell stage. The other, more widely accepted model is known as the "cell polarity model". This model states that the orientation of the cleavage plane at the 8 cell and 16 cell stages determines their later differentiation. There are two main ways in which blastomeres typically divide: symmetrically, meaning perpendicular to the apical basal axis, or asymmetrically, meaning horizontal to the apical basal axis. Many potential hypotheses and conjectures that attempt to explain why these cells orient themselves the way that they do. Some researchers have stated that early dividing blastomeres tend to divide asymmetrically, while others have proposed that the orientation of 8 cell stage blastomeres is random and cannot be predicted on a larger scale. One study in particular states that the position of the nucleus in each blastomere can be used to indicate how the cell will divide: if the nucleus is in the apical region then the cell will likely divide symmetrically, while if the nucleus is located in the basal region then the cell will likely divide asymmetrically.
Қарым- қатынас бұзылулары
Жасушаның қайталама бөліну процесінде қателер туындауы мүмкін. Осы қателердің арасында генетикалық материалдың тең бөлінбеуі жиі кездеседі. Қалыпты жағдайда, жасуша бөлінген кезде әр туынды жасуша ата-ана жасушасымен бірдей генетикалық материалға ие болады; егер генетикалық материал екі туынды жасуша арасында тең бөлінбесе, "бөлінбеу" деп аталатын құбылыс орын алады. Бұл құбылыс осы кездегі көптеген жасушалардың тек бірінде ғана болатындықтан, эмбрион дамуын жалғастырады, бірақ оның кейбір жасушалары қалыпты, ал кейбірлері бұрмаланған болады. Бұл жағдай "сандық мозаицизм" деп аталады. Осы мозаицизм, әсіресе диплоидия және полиплоидия, жасушаның бөлінуі мен митозға әкелуі мүмкін. Егер осы қажетті ерте жасушалық бөлінулер орын алмаса, эмбрион полиплоидты алып қатерлі жасушаларды құра бастайды, олар бластомер жасушалары сияқты механикалық және химиялық сигналдарға жауап ретінде өсу және даму үшін жұмыс істейді, дәл бластоцист прекурсорлары сияқты. Зерттеулер көрсеткендей, бұл алып қатерлі жасушалар көбінесе соматикалық бластомерлердің генетикалық эквиваленті болып табылады.
It is possible for errors to occur during this process of repetitive cell division. Common among these errors is for the genetic material to not be divided evenly. Normally, when a cell divides each daughter cell has the same genetic material as the parent cell; if the genetic material does not split evenly between the two daughter cells, an event called "nondisjunction" occurs. Since this event occurs in only one of the several cells that exist at this point, the embryo will continue to develop but will have some normal cells and some abnormal cells. This disorder is called "numerical mosaicism". This mosaicism, especially of diploidy and polyploidy, can lead to the failure of cell cleavage and mitosis. When these necessary early cell divisions do not occur, the embryo can begin to form polyploid giant cancer cells that function very similarly to blastomere cells in order to grow and evolve in response to mechanical and chemical signals just like blastocyst precursors do. Studies have shown that these giant cancer cells are often also the genetic equivalent to somatic blastomeres.
Диагностика
Көп жағдайда клиникалық дәрігерлер мен зерттеушілер қауіпті жүктілік кезеңіндегі әйелдерде генетикалық бұзылыстарды анықтау үшін бластомер биопсиясын қолданады. Дегенмен, бұл биопсиялар инвазивті болып табылады және басқа инвазивті генетикалық тестілеу түрлерімен салыстырғанда бір уақытта тек аз ғана жасушаларды алу мүмкіндігімен маңызды кемшіліктері бар. Соңғы жылдары көптеген мамандар бластоцист биопсиясына көшті, ол мозаицизм деңгейін төмендетеді, бірақ бластомер биопсиясы әлі де ерте сатылардағы зерттеулер мен генетикалық диагностика үшін қолданылуы мүмкін.
Oftentimes, clinicians and researchers will use blastomere biopsies in at risk pregnant women as a way to test for genetic disorders. These biopsies are invasive, however, and have a major disadvantage when compared to other forms of invasive genetic testing in that only a few number of cells can be extracted at a time. Over time many specialists have switched to blastocyst biopsies, which provide a lower level of mosaicism, but blastomere biopsies can still be used for earlier stage studies and genetic diagnostics.