Zigot
| Deo serije o |
| Razvoju čoveka |
|---|
 |
Zigot (stgrč. ζυγωτός 'spojen, uvezan', od ζυγουν 'spojiti, upreti') je eukariotska ćelija formirana između dva događaja oplodnje. Genom zigota je kombinacija DNK u svakoj gameti i sadrži sve genetske informacije novog individualnog organizma.
Kod višećelijskih organizama, zigot je najranija razvojna faza. Kod ljudi i većine drugih anizogamnih organizama, zigot se formira kada se jajna ćelija i spermatozoida spoje kako bi stvorili novi jedinstveni organizam. Kod jednoćelijskih organizama, zigot se može deliti aseksualno mitozom da bi se proizvelo identično potomstvo.
Nemački zoolozi Oskar i Ričard Hertvig napravili su neka od prvih otkrića o formiranju životinjskih zigota krajem 19. veka.
Razvoj ljudskog zigota
[uredi | uredi izvor]Kroz mikroskop, oplođena jajna ćelija izgleda kao sastavljena od malih delova u okviru većih celina. U centru ćelije, u jedru, nalaze se hromozomi koji nose gene. Oko jedra je ćelijska materija, koja služi kao sirov materijal za prvih nekoliko deoba ćelije. Ceo zigot nalazi se u providnoj zoni (zona pellucida), finoj ovojnici debljine samo nekoliko molekula, koji čine njene granice. Nijedan deo zigota ne liči na koštanu ćeliju ili krvnu ćeliju. Ipak, tokom prvih nekoliko nedelja nakon začeća, ova jedna ćelija će se izdeliti veliki broj puta, stvarajući mnogo različitih vrsta ćelija. Za oko 266 dana, ona će se transformisati u bebu koja se mrda i plače. Kao prvi korak u razumevanju ovog procesa, naučnici obično dele prenatalni razvoj u tri široka perioda, koje odlikuju specifični obrasci rasta i interakcije između organizma i sredine.
- Period zametka počinje spajanjem polnih ćelija majke i oca pri začeću, i traje do trenutka kada se organizam u razvoju pričvršćuje za zid materice, oko 8 do 10 dana kasnije.
- Period embriona traje od trenutka pričvršćivanja za zid materice do kraja osme nedelje, kada svi veliki organi dobijaju primitivni oblik.
- Period fetusa počinje u devetoj nedelji nakon začeća, sa prvim znacima očvršćivanja kostiju, i traje sve do rođenja; u proseku oko 30 nedelja. Tokom ovog perioda, primitivni sistem organa razvija se do stanja u kome beba može da živi van majke, bez medicinske pomoći.
U ljudskoj oplodnji, oslobođena jajna ćelija (haploidna sekundarna oocita sa repliciranim kopijama hromozoma) i haploidna ćelija sperme (muški gamet) se kombinuju i formiraju jednu diploidnu ćeliju zvanu zigot. Jednom kada se jedan spermatozoid spoji sa oocitom, ova druga završava podelu mejoze formirajući haploidnu ćerku ćeliju sa samo 23 hromozoma, skoro celom citoplazmom i muškim pronukleusom. Drugi proizvod mejoze je drugo polarno telo sa samo hromozomima, ali bez sposobnosti da se replicira ili preživi. Kod oplođene ćerke ćelije, DNK se zatim replicira u dva odvojena pronukleusa izvedena iz spermatozoida i jajne ćelije, čineći broj hromozoma zigota privremeno 4n diploidnim. Nakon otprilike 30 sati od vremena oplodnje, fuzija pronukleusa i neposredna mitotička podela proizvode dve 2n diploidne ćerke ćelije koje se nazivaju blastomeri.[1]
Kretanje zigota do materice
[uredi | uredi izvor]Tokom prvih 8 do 10 dana nakon začeća, oplođena jajna ćelija kreće se polako, kroz falopijeve tube, do materice. Vreme ovog putovanja je ključno. Ako novi organizam uđe prerano u matericu, unutrašnjost materice neće biti spremna i organizam će biti uništen. Ako stigne suviše kasno, neće postojati potrebni uslovi za vezivanje za zid materice, i organizam će ispasti iz majčinog tela.
Deoba, miotičko deljenje zigota na nekoliko ćelija, počinje oko 24 sata nakon začeća, dok oplođena jajna ćelija putuje niz falopijeve tube. Jednoćelijski zigot deli se na dve ćerke ćelije, koje se obe dele da bi proizvele još po dve ćerke ćelije, i tako redom. Zahvaljujući ovom periodičnom dupliranju, u trenutku kada dospe do materice, organizam će se već sastojati od nekoliko stotina ćelija. Važna karakteristika deobe jeste da se ćelije koje postoje u bilo kom trenutku, ne dele istovremeno. Pošto se različiti delovi organizma menjaju različitom brzinom, ponašanje organizma biće više ili manje zrelo, u zavisnosti od toga koji delovi organizma su najviše angažovani.
Nakon prvih nekoliko deoba, unutar zone pelucide, oblikuje se skupina ćelija nazvana morula. Tokom prvih 4 ili 5 dana nakon začeća, sa svakom deobom, ćelije morule postaju sve manje i manje, dok ne dostignu veličinu prosečne ćelije tela. U ovom trenutku, ćelije po prvi put uspostavljaju vezu sa sredinom van zone pelucide, da bi uzele hranjive materije. Ako ne uspostave tu vezu, deobe će prestati i organizam će umreti. Prve promene u unutrašnjem obliku organizma nastaju istovremeno sa ovim interakcijama između organizma (morule) i njegove sredine (falopijevih tuba). Prva uočljiva promena u obliku je pojava šupljine ispunjene tečnošću unutar morule. Istovremeno, po prvi put se mogu razlikovati dve vrste ćelija.
Transformacija morule u blastocistu je najraniji primer ponavljanja obrasca u kome se razvoj manifestuje kao proces diferencijacije i ponovne integracije. U ovom slučaju, identične ćelije morule se diferenciraju u dve vrste ćelija koje se, zatim, ponovo integrišu u zreliji oblik organizma nazvan blastocista. Dve vrste ćelija u blastocisti igraju različite uloge u razvoju, uspostavljajući dve vrste interakcija sa sredinom. Sa jedne strane centralne šupljine je nagomilana skupina malih ćelija nazvanih masa unutrašnjih ćelija. Iz ove mase ćelija razviće se sam organizam.
Oko mase unutrašnjih ćelija i šupljine, dupli sloj velikih, ravnih ćelija, nazvanih trofoblast, formira zaštitnu barijeru između mase unutrašnjih ćelija i sredine. Kasnije će se trofoblast razviti u membrane koje će štititi organizam u razvoju, i prenositi mu hranjive materije. Dok se diferenciraju ćelije blastociste, raspada se zona pelucida koja je okružuje. Sloj trofoblasta sada služi kao pumpa i puni unutrašnju šupljinu energetski bogatom tečnošću iz materice, što omogućava ćelijama da nastave deobu i organizmu da se razvija.
Proces razvoja može stati u svakom trenutku ovih prenatalnih perioda. Na primer, procenjeno je da u oko 31% slučajeva, genetski materijal, koji nastaje sjedinjavanjem spermatozoida i jajne ćelije, nesposoban je za opstanak i zigot se uopšte ne razvija.[2]
Između faza oplodnje i implantacije, embrion u razvoju se ponekad naziva preimplantacionim konceptom. Ova faza se takođe naziva pre-embrionom u pravnim diskursima, uključujući relevantnost za upotrebu embrionalnih matičnih ćelija.[3] U SAD, Nacionalni institut za zdravlje je utvrdio da je tradicionalna klasifikacija embriona pre implantacije i dalje tačna.[4]
U nekim eksperimentima, pravi se veštački ljudski zigot radi proučavanja lečenja naslednih bolesti.[5]
Gljive
[uredi | uredi izvor]Kod gljiva, seksualna fuzija haploidnih ćelija naziva se kariogamija. Rezultat kariogamije je formiranje diploidne ćelije koja se zove zigot ili zigospora. Ova ćelija tada može ući u mejozu ili mitozu u zavisnosti od životnog ciklusa vrste.
Biljke
[uredi | uredi izvor]Kod biljaka, zigoa može biti poliploidan ako dođe do oplodnje između mejotski neredukovanih gameta. Kod kopnenih biljaka, zigot se formira unutar komore koja se zove arhegonijum. Kod biljaka bez semena, arhegonijum je obično u obliku bočice, sa dugim šupljim vratom kroz koji ulazi spermatozoid. Kako se zigota deli i raste, to čini unutar arhegonijuma.
Reprogramiranje do totipotencije
[uredi | uredi izvor]Formiranje totipotentnog zigota sa potencijalom da proizvede ceo organizam zavisi od epigenetskog reprogramiranja. Čini se da je demetilacija DNK očevog genoma u zigotu važan deo epigenetskog reprogramiranja. U očevom genomu miša, demetilacija DNK, posebno na mestima metilovanih citozina, je verovatno ključni proces u uspostavljanju totipotencije. Demetilacija uključuje procese popravke ekscizije baze i moguće druge mehanizme zasnovane na popravci DNK.[6]
Kod drugih vrsta
[uredi | uredi izvor]Zigot algi vrste Chlamydomonas sadrži DNK hloroplasta (cpDNK) oba roditelja; takve ćelije su generalno retke, pošto se normalno cpDNK nasleđuje uniparentno od roditelja mt+ tipa parenja. Ovi retki biparentalni zigoti omogućili su mapiranje gena hloroplasta rekombinacijom.
Kod protozoa
[uredi | uredi izvor]Kod amebe, reprodukcija se dešava ćelijskom deobom roditeljske ćelije: prvo se jezgro roditeljske ćelije deli na dva, a zatim se cepa i ćelijska membrana, postajući dve "ćerke" amebe.
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ „Blastomere | biology | Britannica”. www.britannica.com (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2023-01-22.
- ^ Wilcox, A. J.; Weinberg, C. R.; O'Connor, J. F.; Baird, D. D.; Schlatterer, J. P.; Canfield, R. E.; Armstrong, E. G.; Nisula, B. C. (1988-07-28). „Incidence of early loss of pregnancy”. The New England Journal of Medicine. 319 (4): 189—194. ISSN 0028-4793. PMID 3393170. doi:10.1056/NEJM198807283190401.
- ^ Condic, Maureen L. (2014). „Totipotency: What It is and What It is Not”. Stem Cells and Development. 23 (8): 796—812. PMC 3991987
. PMID 24368070. doi:10.1089/scd.2013.0364.
- ^ "Report of the Human Embryo Research Panel" (PDF). Arhivirano na sajtu Wayback Machine (30. januar 2009) Archived from the original (PDF) on 2009-01-30. Retrieved 2009-02-17.
- ^ „Editing human germline cells sparks ethics debate | Science News”. 2015-05-18. Arhivirano iz originala 18. 05. 2015. g. Pristupljeno 2023-01-22.
- ^ Ladstätter, Sabrina; Tachibana-Konwalski, Kikuë (2016). „A Surveillance Mechanism Ensures Repair of DNA Lesions during Zygotic Reprogramming”. Cell. 167 (7): 1774—1787.e13. PMC 5161750 . PMID 27916276. S2CID 17097290. doi:10.1016/j.cell.2016.11.009..
| Državne | |
|---|---|
| Ostale | |
