Cellreproduktion

Den livscykeliska kontinuiteten hos levande varelser finner i samband med reproduktionen fenomenen koppling mellan successiva generationer.

Reproduktion utförs på olika nivåer av den evolutionära skalan, i olika grenar av vegetabiliska och animalska kungarier, i de olika levande arterna, med så många mekanismer som ensam motiverar en hel avhandling.

En första klassificering av fenomenet reproduktion måste särskilja de unicellulära organismerna från de multicellulära, eftersom endast i första delen faller celldelningen med reproduktionen.

I multicellulär reproduktion kan det vara agamiskt eller sexuellt (eller gamica).

Agamisk reproduktion, relativt mindre frekvent, är baserad på mitosmekanismen, så att artens variabilitet tilldelas snarare gentemot upprepad förekomst av mutationer.

Det finns också olika mekanismer, såsom strobilation, sporulation etc., medan i växter hittar vi välkända regenerativa former inom jordbruket (sticklingar, skikt etc.).

Den mest utbredda reproduktiva mekanismen i de högre formerna är dock den sexuella som motsvarar utseendet av meios, bildandet och gameten och deras fusion i zygoten (befruktning).

I primitiva arter är gameterna inte morfologiskt differentierade: i detta fall talar vi om isogameti. Det finns emellertid alltid två serier av gameter som identifieras med symbolerna (+) och (-) och befruktningen kan endast ske från mötet mellan gameter av motsatta tecken: det finns därför en biologisk skillnad som ännu inte uttryckts morfologiskt.

När den evolutionära skalan utvecklas framträder den morfologiska och funktionella differentieringen, där vi särskiljer en typ av kvinnliga gameter som generellt är utrustade med rikligt reserverat material (deutoplasma eller kalv, som kommer att säkerställa embryotillväxten tills det kan vara metaboliskt oberoende ) och en typ av manliga gameter utrustade med motilitet för att nå kvinnliga. Gameterna är alltid haploida och är resultatet av meios. Deras fusion ger upphov till diploid zygoten.

Mellan meíosi och zygote kan det förekomma en serie haploida cellulära generationer, eftersom mellan zygote och meios kan förekomma en serie diploida cellulära generationer med de olika sorterna av generativa cykler som uttrycks av generationsväxlingen.

En diplotisk art (med en diploid organism) kännetecknas av gametisk meiosi: meiosis producerar direkt gameterna, vilka smälter omedelbart återuppbygga diploidstaten. Detta är det rådande fallet med Metazoans, inklusive man.

den gametogenes

Med tanke på reproduktionen med gametisk meiosi, som förekommer hos människan, låt oss klargöra hur meios är införd i gametogenes (gametbildning).

I embryonal utveckling, av manlig och kvinnlig gametogenes (kallad spermatogenes och oogenes) finns det en tidig differentiering mellan celler som är avsedda att bilda kroppen (somatisk linje) och de som är avsedda att producera gametes (groddjur). De ursprungliga cellerna i grodden linjen kallas protogoner. Med differentieringen av gonaden i manlig eller kvinnlig mening uppträder germell-differentiering i spermatogoni och ovogonor.

När vi ser på spermatogenes ser vi att det finns en serie cellulära generationer i spermatogonia, en serie som fortsätter under hela livet. Endast en del av spermatogonia som produceras så kontinuerligt skiljer sig från den normala mitotiska cykeln och börjar istället den meotiska cykeln.

Den bakteriecell där meiosa börjar (reduplication och sedan första division) kallas första ordningens spermatocyt; dess delning härstammar i två andra ordens spermatocyter, som med andra divisionen ger upphov till totalt fyra spermatider.

Vi kan graduera minskningen av kromosom outfiten från 4n av första ordningens spermatocyter (efter reduplikation finns det fyra kromatika för varje par av homologer) till den andra av andra ordningens spermatocyter och till n av spermatiderna, som redan sett att studera meioser, vilket så det slutar. Spermatider är därför redan haploida, men är ännu inte mogna gameter. Från strukturen hos en haploidcell omvandlar funktionell mognad (kallad spermythogenes) spermatiderna till spermatozoa, det är mogna manliga gameter.

Vid kvinnlig gametogenes (eller ovogenes) noteras olika skillnader. Först och främst är antalet gameter som ska förberedas mycket mindre. Det uppskattas att omkring 5 X 105 ovogoner framställs i gonaderna hos en kvinna av den humana arten; av dessa är endast cirka 400 intresserade av follikelmognad och efterföljande avstötning, i en cykel som vanligtvis endast innefattar en follikel per månad för en bördig period på cirka 35 år.

Det olika antalet gameter som framställts i de två könen motsvarar skillnaden i funktion och beteende som redan nämnts: Spermatozoa är små, mobila och många i förhållande till behovet av att söka efter ägget och den låga sannolikheten att finna den; äggen är stora, inerta och få, i förhållande till funktionen att garantera till embryot reservmaterialet och till det skydd som de tillhandahålls genom intern befruktning (naturligtvis i arter med yttre befruktning måste även äggen vara flera).

Behovet av att ge gameter med reservmaterial motsvarar närvaron, i oogenes, av en fas av anfall av meios, under vilken kromosomerna delvis despiraliserar. Vi observerar sedan de så kallade "fjäderkromosomerna", där en serie extroflexioner identifierar egenskaperna hos vilka genen som är ansvariga för syntesen av deutoplasma är nedtryckta.

Det mindre antalet som krävs för kvinnliga gameter motsvarar också det faktum att av de fyra haploida cellerna som produceras av meioser, mottar endast en hel reservmassa och blir en gamete, medan de andra tre (polocyterna eller polära kropparna) som innehåller endast kromosomalt material, kan inte ge upphov till zygoter och embryon och är avsedda att regressera.

befruktning

I djurriket kan vi observera passagen från yttre befruktning (gameter utsatta för all miljöpåverkan och därmed nödvändigtvis väldigt många i de två könen) till intern befruktning, där föräldravården vidare kopplas till mammals metaboliska förhållande mellan mor och foster.

Befruktning, när mötet mellan gameter av det motsatta könet har ägt rum, måste ske genom att garantera två villkor: specificitet och unikhet. Med andra ord måste det säkerställas att spermatzonen är av samma art som ägget och att, när den först har kommit in i det första, kommer inga andra in i den.

Specificiteten säkerställs genom akrosens biokemiska egenskaper och ytan på ägget. Faktum är det tal om reaktioner mellan «fertilisine» och «antifertilisin», med specificitet jämförbar med den för mötet mellan enzymer och substrat.

Uniktheten av befruktningen garanteras genom en modifiering av ovulans ytastruktur ("kortikal reaktion") som börjar exakt vid tidpunkten för den första specifika fertilisin / antifertilisinreaktionen; efter denna reaktion förändras äggets membran, så att andra möjliga spermatozoer som når den inte längre kan starta den specifika befruktningsreaktionen.

Efter befruktning förblir spermotozoans svans extern mot ägget, medan det kromosomala materialet tränger in. Detta kallas "manlig pronucleus", förenar "äggprotein" hos ägget och bildar sålunda diploidkärnan i zygoten.

Redigerad av: Lorenzo Boscariol