Kiemcellenkenmerken, vorming, typen, migratie

De kiemcellen Ze zijn de voorlopercellen van de gameten bij die dieren met seksuele reproductie. Dit zijn embryonale voorloper die heel vroeg in de ontwikkeling van de meeste soorten verschillen van meerdere somatische cellijnen (soma = lichaam).

Vrijwel, alle organismen die seksueel reproduceren voortkomen uit de fusie van twee gametische cellen. De gameten zijn gespecialiseerde cellen die de helft van de genetische informatie dragen van het individu dat ze produceert, de vader en de moeder (ze zijn haploïde cellen).

Menselijke embryonale stamcellen in celkweek. Ryddragyn bij Engelse Wikipedia [Public Domain]

Alle gameten geproduceerd door een dier worden gevormd uit een speciale cellijn die bekend staat als de kiemlijn, die zijn ontwikkeld volgens een complexe reeks specifieke signalen. Deze cellen vertegenwoordigen de belangrijkste "overdracht" -route van het genoom en de cytosolische componenten van de ene generatie naar de andere.

Germ -cellen zijn verantwoordelijk voor de speciatie- en evolutieprocessen, omdat het de veranderingen zijn die optreden in deze die van één generatie naar het volgende worden overgedragen. Bovendien zijn deze cellen wat de overdracht van de erfelijke ziekten van ouders op hun kinderen bemiddelen, vooral in de mens.

[TOC]

Kenmerken van kiemcellen

Kiemcellen zijn "pluripotent" of "totipotente" embryonale cellen, dat wil zeggen dat ze kunnen worden gedifferentieerd in bijna elk celtype onder de juiste omstandigheden en signalen. Bovendien zijn ze competente cellen voor hun "autrenovatie", omdat ze verantwoordelijk zijn voor hun eigen regeneratie.

Deze cellen zijn de enige die in staat zijn om de gameten te produceren, de cellen die een nieuw organisme kunnen vormen, eigenschap die de andere cellen van een embryo verliezen als ze verschillen.

Sommige auteurs beschouwen ze dan, zoals de "stamcellen" van een soort, omdat ze organen vormen, maar nieuwe individuen. Evenzo zijn deze cellen de belangrijkste middelen waarmee soorten evolueren en voertuigen zijn voor de overdracht van erfelijke ziekten, vooral bij mensen.

Kiemcellen produceren gameten door processen die bekend staan ​​als meiose en gametogenese (ovogenese en spermatogenese bij veel dieren), die kenmerkend en uniek zijn voor deze groep cellen.

Seminiferous tubuli met volwassen sperma. Nephron [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Opleiding

Kiemcellen worden vroeg onderscheiden van andere somatische cellijnen tijdens de embryonale ontwikkeling.

Hoe gebeurt het in sommige ongewervelde dieren?

Drosophila melanogaster fruitvlieg. Genomen en bewerkt uit: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

Bij veel soorten, zoals fruitvlieg D. Melanogaster, Deze cellen worden gevormd uit primordiale Blostula -cellen die een cytosolische determinant hebben "geërfd" die bekend staat als de "Germplasm" of "Germ Plasma", dat wil zeggen zeer specifieke blastomeren.

Dit kiemplasma bevat structurele elementen en sommige messenger -RNA's en tijdens ovogenese en bemesting, dit lijdt.

De blastomeren met het "germinale plasma" zijn asymmetrisch verdeeld, waardoor Germplasm wordt overgenomen aan een enkele dochtercel. Wanneer het embryo het gastrula -stadium bereikt, begint de equivalente verdeling van deze cellen en breidt de populatie van oercellen van de kiemlijn uit.

Hoe gebeurt het in de mens?

Bij zoogdieren als de mens is de betrokkenheid van een "kiemplasma" daarentegen niet gemeld tijdens het vormen van primordiale kiemcellen, maar eerder wordt de specificatie van deze lijn bepaald door cel-celinteracties.

Het kan u van dienst zijn: Cromafin -cellen: kenmerken, histologie, functies

Primordiale kiemcellen, in de vroege stadia van embryogenese, bevinden zich in een soort extra behandeld compartiment en, bij mensen, gebeurt dit nabij de derde week van de ontwikkeling.

Zodra de lijn van primordiale cellen is gedefinieerd, migreren ze naar vrouwelijke of mannelijke gonaden, waar respectievelijk ovogenese of spermatogenese processen worden geactiveerd.

De interactie van oercellen met somatische cellen van gonaden, naast de aanwezigheid van seksuele chromosomen en andere moederfactoren, is wat de bepaling van geslacht in de kiemlijn definieert, hoewel dit proces aanzienlijk kan variëren tussen een soort en een andere.

Differentiële genexpressie

Om de initiële "scheiding" van somatische cellen en kiemcellen te nemen, is het eerste dat gebeurt een differentiële expressie van genen, omdat in de kiemlijn de karakteristieke genen van somatische lijnen worden onderdrukt om het "programma" genetische kiemcellen te starten.

Tijdens hun vormingsproces migreren deze cellen ook van waar ze vandaan komen naar de specifieke plaats waar Gonads zullen vormen, wat de volwassen gamete -producerende weefsels zijn.

Celmigratie wordt ook bereikt door de activering van een hele migratie "machines" en van verschillende "gids" -mechanismen, die te maken hebben met meerdere genetische en epigenetische factoren (die te maken hebben met de modificatie van de nucleotidesequentie).

Migratie

De primordiale kiemcellen, die die aanleiding geven tot de "ware" kiemcellen, worden verre gevormd ver van waar ze zich ontwikkelen en, om zich te vestigen, moeten ze migreren naar de locaties waar de eierstokken en de testikels zich bevinden, die het vrouwtje zijn en mannelijke gonaden.

Aanvankelijk worden primordiale kiemcellen waargenomen tijdens gastratie als een celcluster aan de basis van de allantoïden, een extraembrionair membraan dat wordt gevormd als een evaginatie van het primaire spijsverteringskanaal van het embryo.

Gastulatie van een diblistisch dier. 1-Blastic. 2-Gastrula. Pidalka44 [Public Domain]

In dit stadium verwerven primordiale cellen gepolariseerde morfologie en sommige experimenten hebben aangetoond dat ze lange processen uitbreiden terwijl ze mobiliseren.

Vervolgens worden deze duidelijk in de achterste darm en komen vervolgens uit de darmachterweg en migreren lateraal, kolonisatie van de genitale richels.

Terwijl de primordiale cellen van de achterste darm naar het bindweefsel dat het omringen verplaatsen, verlengt de laatste en vormt het darmmesenterie (het weefsel dat de dunne darm bedekt en verenigt met de buikwand), een proces dat optreedt terwijl cellen opduiken door cellen door de darmwand.

Controlemechanismen

De komst van de voorlopercellen naar het gonadale weefsel wordt geregeld door de somatische cellen van deze structuren, die blijkbaar een "chemoatracent" -effect op het eerste uitoefenen.

Er is experimenteel aangetoond dat de expressie van een gen bekend als Fragilis Het heeft veel te maken met de ontwikkeling van motiliteit in primaire kiemcellen.

Kan u van dienst zijn: cytoskelet

Deze gen.

Sommige auteurs zijn echter van mening dat de migratieroute van deze cellen op omgevingsniveau wordt geregeld, in plaats van een autonoom proces te zijn.

In hun doorgang naar de Gonaden en eenmaal daarin vermenigvuldigen deze cellen zich met mitose, waardoor meerdere klonen worden gegenereerd die erin slagen het aantal individuen in de cellulaire populatie te vergroten.

Kiemceltypen

Zodra primaire kiemcellen hun uiteindelijke weefsels bereiken, worden deze ontwikkeld in vrouwelijke kiemcellen of in mannelijke kiemcellen, zoals het geval kan zijn en de endogene en exogene signalen die ze ontvangen.

De vrouwelijke gonaden zijn de eierstokken en de mannelijke gonaden zijn de testikels. Eenmaal in deze weefsels vermenigvuldigen primordiale cellen met hoge snelheid, maar de patronen van deze mitotische proliferatie verschillen tussen hen.

Er zijn dan twee soorten kiemcellen bekend als ovogonias en spermatogonias.

Vrouwelijke kiemcellen: ovogonia's

Ovogonia. Bron: Chassot A-A, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, door Rooij DG, et al. [CC door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)]

Ovogonia's zijn mitotisch actieve cellen. Ze zijn intens verdeeld tijdens de embryonale ontwikkeling, met name van de tweede tot de vijfde maand van de zwangerschap bij mensen, die tot meer dan 7 miljoen van deze cellen vormden, hoewel sommige van nature zijn gedegenereerd.

Deze cellen worden niet opnieuw gedeeld door mitose in de postnatale stadia, maar ze verschillen periodiek. Tijdens de laatste fasen van de foetale ontwikkeling beginnen deze echter te worden gedeeld door meiose, een proces dat in "arrestatie" blijft tot het begin van de puberteit.

Mannelijke kiemcellen: spermatogonia's

De proliferatie van spermatogonia's is enigszins verschillend van die van oogonias, omdat hoewel ze zich beginnen te vormen en zich vermenigvuldigen in de embryonale testikels, ze hun vermogen om te verdeeld zijn gedurende vrijwel alle postnatale leven behouden.

De seminiferous kanalen van de testikels worden intern afgebak. Aan het begin van de puberteit beginnen spermatogonias -groepen (primaire spermatocyten) te delen door meiose om secundaire spermatocyten te trainen die aanleiding zullen geven tot spermátidas haploïde.

Mutaties

Germ -cellen zijn de "fabrieken" waar de "voertuigen" van de overdracht van de informatie van een generatie naar de volgende. Evenzo zijn deze cellen van groot belang voor evolutieprocessen, omdat bijna elke aanpassing zal worden afgedrukt in de nakomelingen.

We kunnen zeggen dat het DNA van alle cellen van een organisme vatbaar is voor mutaties en ondanks het feit dat mutaties in somatische cellen belangrijk zijn in de context van veel ziekten en andere aandoeningen, strekken deze zich niet altijd uit dan het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven van het leven de Porta -persoon.

Mutaties in de kiemlijn daarentegen dragen rechtstreeks bij aan evolutionaire genetische processen, omdat deze veranderingen van de ene generatie naar de volgende kunnen bewegen via gameten en zygote.

Om deze redenen kunnen mutaties in kiemcellen alleen zichtbaar zijn in het nageslacht en dit hangt, heel vaak, homozygositeit of heterozygositeit van de getroffen genen in elke ouderlijk af.

Kan u van dienst zijn: chromatine: typen, kenmerken, structuur, functies

De oorzaken van mutaties in de kiemlijn zijn veel, omdat ze kunnen optreden als reactie op endogene of exogene signalen. Sommige van deze mutaties produceren ziekten die kunnen worden geërfd door de moederlijn of door de vaderlijke lijn, afhankelijk van de zaak.

Tumoren in kiemcellen

De ongecontroleerde verdeling van de cellen van bijna elk weefsel in het menselijk lichaam, evenals bij die van andere dieren, kan leiden tot de vorming van tumoren, die goedaardig of kwaadaardig kan zijn.

Degenen die voortkomen uit kiemcellen worden meestal neoplasmata genoemd en kunnen:

- Germinomen

- Teratomen

- Embryonale carcinomen

- Endodermale sinustumoren

- Coriocarcinomen

Deze tumoren kunnen regelmatig voorkomen in de interne gebieden van de Gonaden, hoewel ze ook kunnen worden gerelateerd aan de proliferatie of afwijkende migratie van primordiale kiemcellen, wat inhoudt dat ze in verschillende delen van het lichaam kunnen verschijnen.

Elektronische micrografie van een intratubulaire neoplasie van kiemcellen in de testikels of "seminoom" (bron: nefron [cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Tumoren geassocieerd met de primordiale kiemcellijn staan ​​bekend als germinomen, terwijl embryonale carcinomen die zijn die afkomstig zijn van embryonale "moeder" cellen of afgeleide cellen.

Gewoonlijk worden primordiale kiemcellen die worden gevormd in extragonadale plaatsen verwijderd, maar teratomen zijn afwijkende gezwellen van extragonadale kiemcellen die erin zijn geslaagd te overleven, en die zijn samengesteld uit willekeurige mengsels van gedifferentieerde weefsels zoals kraakbeen, huid, haar of tanden.

Endodermale sinustumoren zijn die die worden gevormd uit cellen afgeleid van extrambrionaire weefsels en die gedifferentieerd zijn, die de endodermale vitelline -zak vormen. Als de tumor integendeel wordt gevormd in de trofoblastische laag, wordt dit choriocarcinoom genoemd.

De tumoren van de kiemlijnen in de eierstokken vertegenwoordigen ongeveer 20% van alle eierstoktumoren, zijn stromingen bij meisjes en jongeren tot 20 jaar en bijna altijd over teratomen van slechte natuur.

Onder deze hebben onderscheiden dysgerminomen, vaste en vlezige tumoren die een zachte dekking hebben, samengesteld uit aggregaten van polygonale uiterlijkcellen, met prominente plasmamembranen en een groot aantal cytosolische korrels.

Referenties

1. Carlson, B. M. (2018). Human Embryology and Developmental Biology E-Book. Elsevier Health Sciences.
2. Jennings, m. T., Gelman, r., & Hochberg, f. (1985). Intracraniële kiemceltumoren: natuurlijke geschiedenis en pathogenese. Journal of Neurosurgery, 63 (2), 155-167.
3. Kurman, r. J., & Norris, h. J. (1977). Kwaadaardige kiemceltumoren van de eierstok. Human Pathology, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, k., & Wylie, c. (2004). NATM -celmigratie Naterm. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
5. Haren, e., Forebosco, een., & Schlessinger, D. (2011). Kiemcelvorming van embonische stamcellen en het gebruik van somatische celkernen in eicellen. Annals of the New York Academy of Sciences, 1221 (1), 18.
6. Richardson, B. EN., & Lehmann, r. (2010). Mechanismen richt op NATM -celmigratie: strategieën van verschillende organisaties. Nature beoordelingen moleculaire celbiologie, elf(1), 37-49.
7. Goren, m. (2010). De celbiologie van de levenscyclus van de kiemcellen. Huidige mening in Cell Biology, 22 (6), 707.
8. Wylie, c. (1999). Kiemcellen. Cell, 96 (2), 165-174.