BLASTOMERY: TWORZENIE, ROZWÓJ ZARODKA - BIOLOGIA - 2025

W blastomery są komórki powstałe w wyniku pierwszego mitotycznych podziałów zygoty, który jest produktem lub zapłodnienia fuzji komórek gametach (jaja i nasienia zwierząt i roślin) z dwoma osobnikami tego samego gatunku.

Gamety to wyspecjalizowane komórki wykorzystywane przez wiele żywych organizmów podczas rozmnażania płciowego, w których dwie różne osoby (lub ta sama osoba) „mieszają” połowę materiału genetycznego drugiej osoby, tworząc nową komórkę: zygotę.

Stadia embriogenne Hyla crepitans (źródło: Internet Archive Book Images, za Wikimedia Commons)

Te komórki płciowe powstają w wyniku specjalnego rodzaju podziału komórkowego zwanego mejozą, charakteryzującego się genetycznie procesem redukcji, w którym ładunek chromosomalny każdego osobnika zmniejsza się o połowę (w pierwszej kolejności rozdzielają się one na różne komórki chromosomy homologiczne, a następnie chromatydy siostrzane).

Niektórzy autorzy uważają, że zygota (zapłodniona komórka jajowa) jest komórką totipotencjalną, ponieważ ma zdolność do wywoływania wszystkich typów komórek, które charakteryzują żywą istotę, która powstanie w przyszłości.

Blastomery, czyli komórki powstałe w wyniku podziału tej totipotencjalnej zygoty, tworzą się około 30 godzin po zapłodnieniu, chociaż te czasy mogą się nieznacznie różnić między gatunkami.

Formacja blastomerów

Proces, w którym powstają te komórki, nazywany jest „rozszczepieniem”, „rozszczepieniem” lub „fragmentacją”. Jest to okres intensywnej replikacji DNA i podziału komórkowego, w którym komórki potomne nie powiększają się, ale z każdym podziałem stają się mniejsze, ponieważ powstały wielokomórkowy zarodek pozostaje tej samej wielkości.

Kiedy zygota przechodzi przez te zdarzenia mitotyczne, pierwszą rzeczą, która się dzieje, jest namnażanie jąder w cytozolu. Podział cytozolowy następuje później, w wyniku czego powstają nowe, identyczne komórki (blastomery), które są częściowo niezależne.

U ssaków podziały zygoty, z których powstają blastomery (rozszczepienie) rozpoczynają się, gdy przechodzi ona przez jajowody w kierunku macicy i jest pokryta „osłoną przezroczystą”.

W pierwszym podziale zygoty powstają dwie komórki, które z kolei dzielą się, tworząc zarodek czterokomórkowy. Liczba blastomerów wzrasta z każdym podziałem mitotycznym, a po osiągnięciu 32 komórek powstaje to, co embriolodzy nazywają „morula”.

Blastomery moruli nadal dzielą się, tworząc „blastulę”, od 64 do ponad 100 blastomerów. Blastula to wydrążona kula, wewnątrz której znajduje się ciecz zwana blastocele, która oznacza koniec procesu „rozszczepiania”.

Podziały zygoty

Należy wspomnieć, że różne podziały zygoty zachodzą w określonych zmysłach lub kierunkach, w zależności od rodzaju rozpatrywanego organizmu, ponieważ wzorce te określają później, na przykład, położenie ust i odbytu u zwierząt.

Co więcej, rozszczepianie jest procesem ściśle regulowanym, nie tylko przez „fizyczne” cechy początkowych zygot, ale także przez determinanty rozwoju, które wywierają bezpośredni wpływ na podziały.

Pojawienie się blastomerów podczas podziałów zygotowych

Na początku podziałów komórkowych, utworzone blastomery wyglądają jak „masa baniek mydlanych” i te początkowe komórki podlegają jedynie zmianom w liczbie, a nie rozmiarze.

Kiedy liczba komórek wynosi około 8 lub 9, blastomery zmieniają swój kształt i zrównują się ściśle, tworząc morulę, która wygląda jak zwarta „kula” zaokrąglonych komórek.

Ten proces nazywany jest zagęszczaniem i uważa się, że jest on ułatwiony przez obecność glikoprotein adhezyjnych na powierzchni każdego blastomeru. Morulacja następuje, gdy dzieląca się zygota dociera do macicy, około 3 dni po zapłodnieniu.

Ciekawy fakt

W przypadku wielu gatunków zwierząt rozmiar i kształt blastomerów jest jednolity podczas procesu rozszczepiania, ale ich morfologia może być zagrożona przez stresory chemiczne lub fizyczne.

Zostało to wykorzystane z punktu widzenia akwakultury, ponieważ „nienormalna” morfologia blastomerów została powiązana z niezdolnością do życia jaj wielu gatunków ryb o dużym znaczeniu handlowym.

Różne badania wykazały, że na przykład obecność czynników zanieczyszczających może prowadzić do wytwarzania jaj z blastomerami o nieprawidłowej morfologii, co może oznaczać niezdolność zygot do ukończenia procesu embriogennego.

Morfologiczne „aberracje” blastomerów u badanych gatunków ryb są bardzo często związane z asymetrią lub nieregularnymi interakcjami przestrzennymi, nierównymi rozmiarami komórek, niepełnymi brzegami komórek i tak dalej.

Rozwój zarodka

Jak już wspomniano, kolejny podział zygoty prowadzi do wytworzenia wielu komórek zwanych blastomerami, które ostatecznie zaczynają się organizować, tworząc różne przejściowe struktury.

Pierwszą strukturą, o której wspomniano wcześniej, jest morula, która składa się z 12 do 32 ściśle ułożonych blastomerów i zaczyna się formować, gdy dzieląca się zygota dotrze do jamy macicy (u ssaków).

Wkrótce potem wewnątrz moruli zaczyna się tworzyć wypełniona płynem jama, blastocystyczna jama, która pobiera płyn z macicy przez osłonę przezroczystą pokrywającą zygotę.

Proces ten oznacza podział między blastomerami, tworząc cienką warstwę na zewnątrz: trofoblast (odpowiedzialny za odżywianie i dający początek embrionalnemu łożysku); oraz warstwę lub grupę wewnętrznych blastomerów, zarodek, który później będzie reprezentował zarodek jako taki.

W tym momencie powstała struktura znana jest jako blastula lub blastocysta, która łączy się z nabłonkiem endometrium w celu uzyskania proliferacji warstwy trofoblastycznej, która jest podzielona na dwie dodatkowe warstwy: wewnętrzną zwaną cytotrofoblastą i zewnętrzną, zwaną syncytiotrofoblastą.

Blastocysta jest wszczepiana do jamy endometrium przez syncytiotrofoblast i kontynuuje jej dalszy rozwój aż do powstania jamy owodniowej, krążka zarodkowego i pęcherzyka pępkowego.

Gastrulacja, zdarzenie, które następuje po blastulacji, ma miejsce, gdy w zarodku pierwotnym powstają trzy warstwy znane jako ektoderma, mezoderma i endoderma, z których powstają główne struktury rozwijającego się płodu.

Bibliografia

1. Edgar, LG (1995). Kultura i analiza blastomerów. Methods in Cell Biology, 48 (C), 303–321.
2. Hickman, CP, Roberts, LS i Larson, A. (1994). Integrated Principles of Zoology (wyd. 9). Firmy McGraw-Hill.
3. Moore, K., Persaud, T. i Torchia, M. (2016). Rozwijający się człowiek. Clinically Oriented Embryology (wyd. 10). Filadelfia, Pensylwania: Elsevier.
4. Setti, AS, Cássia, R., Figueira, S., Paes, D., Ferreira, DA, Jr, I. i Jr, EB (2018). Zarodkowanie blastomerów: czynniki predykcyjne i wpływ blastomerów bez widocznych jąder na rozwój i implantację blastocysty. JBRA Assisted Reproduction, 22 (2), 102–107.
5. Shields, R., Brown, N. i Bromage, N. (1997). Morfologia blastomerów jako predykcyjna miara żywotności jaj rybich. Akwakultura, 155, 1–12.
6. Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (1999). Biology (5 wyd.). Filadelfia, Pensylwania: Saunders College Publishing.