Жыныс жасушаларының дамуы және олардың бастапқы жасушалары

Кіріспе

Гаметогений (көпше түрі – гаметогенийлер) – сперма немесе жұмыртқа жасушасы сияқты гаметаларға дамыятын түбірлік жасуша. Гаметогенийлер жыныс бездерінде орналасқан гаметалардың түбірлік жасушалары болып табылады. Олар жыныс бездерге көшіп келген бастапқы ұрық жасушаларынан пайда болады. Сперматозоидтар мен ооциттер жыныстық белгілері бойынша ерекшеленген ұрық жасушалары болып саналады.

Шығу тегі

Жыныс жасушалары дамудың ерте кезеңінде айқындалады және тек гаметаларға ғана дифференциалданады. Жыныс жасушаларының бөлінуін көбінесе түрлер анықтайды, кейбіреулері алдын ала қалыптасуға ұшырайды, онда жыныс жасушалары аналық мұрагерлік факторлармен ұрықтандыру алдында немесе бірден кейін айқындалады, ал басқалары эпигенез жолымен дамиды, онда жыныс жасушаларының шежіресі қоршаған тіндерден сигнал беру арқылы анықталады. Алдын ала қалыптасу эпигенезден жиірек кездеседі, себебі ол көптеген модельдік организмдерде, мысалы, жалпы жеміс шыбынында, ұзынша құрттарда және кейбір қосмекенділерде байқалады. Жануарлар моделі зерттеу үшін тиімді құрал болып табылады, себебі олардың арасында жыныстық көбею кең таралған, және оның механизмдері түрлер арасында бірдей немесе ұқсас деп есептеледі. Жыныс жасушалары бипотенциалды, яғни жыныс бездеріне көшіп келгенге дейін олар сперматогония немесе оогонияға айналуға қабілетті. Организмнің өзінің әйел немесе еркек тағдырына ие болуы жыныс бездерінің дамуына байланысты, олар әлі жұмыртқалық немесе ұрыққа дифференциалдануға тиіс. Егешқұйрықта жыныстық анықталу (яғни, әйел немесе еркек жыныс бездерінің анықталуы) 10.5-ші эмбрионалды күнінде басталады, бірақ 12.5-ші күніне дейін аяқталмайды. Еркек соматикалық жасушаларының ерекшелігі Y хромосомасына тән Sry генін қамтиды, ол Сертоли және Лейдиг жасушаларының ерекшелігін реттейді. Бұл жасушалардың ерекшеленбеген жағдайында жыныс бездерінің қалыптасуын X хромосомалары реттейді, нәтижесінде жұмыртқалық пайда болады. Жыныс бездерінің тағдыры анықталғаннан кейін, жыныс жасушаларының жыныстық ерекшеленуі 12.5-15.5 күнінде жүзеге асады. Жыныс жасушаларының жыныстық ерекшеленуі көпүрлілікті басуды қажет етеді және жыныс бездерінің соматикалық жасушалары мен жыныс жасушалары арасындағы байланысқа сүйенеді. Еркек және әйелдің дифференциациялану механизмдері айқын түрде өзгеше, себебі сперматогония өндіретін жыныс жасушаларының популяциясы даму бойына және ересек жасқа дейін сақталады, ооциттерді өндіретін оогониядан айырмашылығы, олар тек жатыр ішінде ғана пайда болады. Жыныс жасушалары жыныс бездеріне жеткенде митоз арқылы көбейеді және егешқұйрық дамуының 13.5-ші күнінде жұмыртқалықта мейоз процесі басталады, бірақ ұрықта митоздық сатыда тоқтатылады. Жұмыртқалықта митоздан кейін гаметоциттер мейозға түседі, оны мезонефрозбен бөлінген ішкі компетенция факторы DazL және сыртқы ретино қышқылы бастайды. Ретино қышқылы мейоздың маңызды факторы болып табылады, Stra8, Dmc1 және Sycp3 гендерінің экспрессиясын жоғарылатады, олардың барлығы мейоз процесінде қатысады. Еркек жыныс жасушалары Лейдиг және Сертоли жасушалары арқылы мезонефрозбен бөлінген ретино қышқылы сияқты сыртқы сигналдардан қорғалады.

Germ cells are specified early in development and can only differentiate into gametes. The segregation of germ cells is often determined by the species, with some undergoing preformation, where the germ cells are determined by maternally inherited factors before or immediately after fertilisation, and others undergoing epigenesis, where the germ cell lineage is determined from signalling from surrounding tissues. Preformation was initially perceived as more common than epigenesis, as it appears in many model organisms like the common fruit fly, roundworms and some amphibians. Animal models are an effective research tool due to the commonality of sexual reproduction which is thought to have same or similar mechanisms across species. The germ cells are bipotential in that prior to migrating to the gonads, they are capable of forming either spermatogonia or oogonia. The specification into either female or male fates for the organism itself also depends on the development of the gonads, which have yet to differentiate into ether ovaries or testes. In the mouse, somatic sex determination (i. e. determination of either female or male gonads) begins at embryonic day 10.5 in mice, but is not finalised until day 12.5. Male somatic cell specification involves the Y chromosome specific Sry gene, which regulates the specification of Sertoli cells and Leydig cells. Without the specification of those cells, the gonad formation is regulated by the X chromosomes, forming the ovaries. After the fate of the gonads is finalised, the sex specification of the germ cells occurs at 12.5 15.5 days. Sex specification of the germ cells requires the repression of pluripotency and relies on the communication between the somatic cells of the gonads and germ cells. The mechanisms for male and female differentiation are markedly different, since a population of sperm producing spermatogonia are retained throughout development and into adult life, unlike oogonia which only produce oocyte in utero. When the germ cells reach the gonads, they undergo proliferation via mitosis and at 13.5 days of rat development they begin to undergo meiosis in the ovary but arrested at the mitotic stage in the testes. In the ovary, after mitosis, the gametogonium undergo meiosis, which is initiated by intrinsic competence factor DazL and extrinsic retinoic acid, excreted by the mesonephros. Retinoic acid is the major factor in meiosis, upregulating genes including ‘‘Stra8’‘, ‘‘Dmc1’‘ and ‘‘Sycp3’‘, which all have a role in meiosis. The male germ cells are protected from external signalling, like retinoic acid from the mesonephros, by the Leydig and Sertoli cells.

Сперматогоний

Сперматогенийлер - ұрықтарда орналасқан және сперматогенез процесі арқылы сперматозоидтарға айналатын шектеусіз бөлінетін клеткалар. Олар ересек жасында ұрықтардың ішінде қалады.

Огоний

Оогонийлер - ооциттердің түбірлік жасушалары, және бұрын даму кезінде, біріншілік ооциттердің түзілуімен бірге олардың саны таусылатыны ойылған. Алайда, осы түбірлік жасушалардың бір бөлігі егеуқұйрық және приматтардың жұмыртқалықтарында табылды.