Ląstelių formavimasis po apvaisinimo: nuo gametų iki organizmo raidos

Apvaisinimas - tai augalų ir gyvūnų lytinių ląstelių (gametų) susiliejimas. Lytinės ląstelės arba gametos - tai daugialąsčių organizmų ląstelės, kurios vystosi lytinėse liaukose (gonadose). Lytinės ląstelės būna dviejų tipų: vyriškos (spermatozoidai) ir moteriškos (kiaušialąstės). Lytinės ląstelės turi pusinį chromosomų rinkinį, o po apvaisinimo organizmas gauna abiejų tėvų rinkinius. Lytinių ląstelių susidarymas vadinamas gametogeneze.

Žmogaus lytinės ląstelės ir jų ypatumai

Vyrų organizme nuo lytinės brandos iki pat mirties susidaro daugybė gametų (spermatozoidų), kuriose yra po 22 autosomas (nelytines chromosomas) ir po 1 lytinę chromosomą - X arba Y. Moters organizme visos lytinės ląstelės susiformuoja dar vaisiaus stadijoje, o vėliau, sulaukus lytinio brendimo pradžios, maždaug kas mėnesį susiformuoja viena (retai 2 ar 3) kiaušialąstė, kuri išsiskiria ovuliacijos metu. Kadangi moters lytinės ląstelės yra jau nuo pat gimimo, o gyvenimo eigoje jos tik yra „išnaudojamos“, bet negaminamos naujos, todėl bet koks mutageninis poveikis moters organizmui gali sąlygoti jos palikuonims genetines anomalijas.

Apvaisinimo procesas ir zigotos susidarymas

Apvaisinimo metu susilieja vyriškoji (spermatozoidas) ir moteriškoji (kiaušinėlis) lytinės ląstelės, susijungia jų branduoliai ir atsiranda nauja ląstelė. Šis procesas vyksta tam tikromis fazėmis. Apvaisinimo metu skiriamos 3 fazės: prasiskverbimas, branduolių susiliejimas ir chromosomų pasikeitimas.

1. Prasiskverbimas: Spermatozoidai, patekę į lytinius takus, juda kiaušinėlio link. Judėjimą sąlygoja cheminės medžiagos. Spermatozoidas, susitikęs kiaušinėlį, išskiria fermentus, kurie ištirpdo jo spindulinį vainiką, skaidriąją zoną bei membraną ir prasiskverbia prie kiaušinėlio.
2. Branduolių susiliejimas: Spermatozoido ir kiaušinėlio prisilietimo vietoje jungiasi abiejų ląstelių plazminės membranos, susilieja jų turinys ir per kelias sekundes iš dviejų ląstelių susidaro viena. Spermatozoidui įsiskverbus keičiasi kiaušinėlio apvalkalų laidumas ir kiti spermatozoidai nebegali patekti į kiaušinėlį. Susijungia abiejų lytinių ląstelių branduoliai, tuo metu susilieja jų chromosomos.
3. Chromosomų pasikeitimas: Apvaisinimo procesas baigiasi lytinių ląstelių branduolių susijungimu ir zigotos susidarymu.

Kai lytinės ląstelės susilieja ir įvyksta apvaisinimas, po apvaisinimo susidariusi ląstelė yra vadinama zigota. Susidaro nauja ląstelė (zigota), iš kurios vystosi naujas organizmas (gemalas). Abi gametos, moteriška lytinė ląstelė - kiaušinėlis, ir vyriška lytinė ląstelė - spermatozoidas, yra haploidinės. Jos turi tik po 23 chromosomas. Taigi, po apvaisinimo susidariusi diploidinė ląstelė (zigota), sudaryta iš dviejų susiliejusių gametų, jau yra naujas organizmas - žmogus. Tai nėra tik „keletas taškelių kažkokių palaidų ląstelių“. Tokia pozicija yra visuotinai pripažinta šiuolaikinio medicinos mokslo.

Zigotos raida ir embriono vystymosi stadijos

Žmogaus gemalas - tai organizmo vystymosi stadija, kuri trunka nuo kiaušinėlio apvaisinimo iki vaisiaus susiformavimo. Po apvaisinimo zigota pradeda dalintis ir sekančią dieną ji tampa dviejų, vėliau keturių ir t.t. ląstelių embrionu. Joje vyksta segmentacija, pradeda vystytis naujas organizmas.

Morulės stadija

Morulės stadija - pirmoji embrioninio vystymosi stadija. Zigotai pasidalijus ir pasiekus 32 ląstelių stadija zigota vadinama morule. Morulės ląstelės yra vadinamos blastomeromis. Iš pradžių susidariusios 8 ląstelės yra nepolinės. Vėliau blastomeros pradeda sąveikauti su kaimyninėmis ląstelėmis paviršiaus sąlyčio molekulėmis ir tampa polinėmis (susidaro epikalinis ir bazo - lateralinis poliai).

Blastulės stadija (blastocista)

Blastulė, arba blastocista - ankstyva embrioninio vystymosi stadija. Blastulė susiformuoja iš morulės. Tai viensluoksnis, tuščiaviduris ląstelių darinys. Išorinės ląstelės vadinamos trofektoderminėmis, o visas sluoksnis vadinamas trofoblastu. Blastulės ertmė užpildyta skysčiu ir vadinama blastoceliu. Blastocelyje yra vidinių ląstelių, kurios telkiasi gemaliniame blastulės poliuje. Iš trofektoderminių ląstelių vystosi gemalo dangalai (dalis placentos, chorionas), o iš vidinių - pats gemalas, amnionas ir trynio maišelis.

Gastrulės stadija

Gastrulės stadija - tai embriono vystymosi stadija, sekanti po blastulės stadijos. Iš vienasluoksnės blastulės ima formuotis trijų sluoksnių struktūra - gastrulė. Gastruliacijos metu susiformuojantys sluoksniai skirstomi į ektodermą, mezodermą ir endodermą. Šios stadijos metu prasideda organogenezė ir kiekvienas iš sluoksnių duoda pradžią tam tikriems organams. Iš ektodermos vystysis epidermis, nervinis vamzdelis, bei kiti audiniai, kurie vėliau formuos žmogaus nervų sistemą. Mezoderma randasi tarp ektodermos ir endodermos. Iš jos formuojasi somitai, kurie duoda pradžią raumenims, šonkaulių formavimuisi, stuburui, kaulams, kraujodaros ir kraujotakos sistemoms, bei jungiamiesiems audiniams.

Neurulės stadija

Neurulės stadija - embriono vystymosi stadija, kurios metu vyksta neuruliacija t.y. nervų sistemos vystymosi pradžia. Nervinis vamzdelis iš kurio formuosis nervų sistema formuojasi iš ląstelių sutankėjimo, esančio tarp notachordos ir ektodermos. Besivystydamas nervinis vamzdelis priekiniame gale suformuoja ląstelių gniužulus, kurie vėliau išsivysto į pagrindines smegenų dalis.

Apvaisinimo būdai

Gyvūnų apvaisinimo būdai skiriami į dvi pagrindines rūšis: išorinį ir vidinį. Išorinis apvaisinimas vyksta ne patelės organizme (pavyzdžiui, pas žuvis, varles), o vidinis - patelės lytiniuose takuose (būdingas žinduoliams).

Pagalbinis apvaisinimas

Neretai pasitaiko atvejų, kai porai nepavyksta pastoti natūraliai. Prieš rekomenduojant dirbtinį apvaisinimą, pirmiausiai porai yra pasiūlomi kiti nevaisingumo gydymo būdai, atsižvelgiant į nevaisingumo priežastis. Tai gali būti lytinių santykių laiko parinkimas, atitinkami medikamentai, mikrochirurginė operacija. Intrauterininė inseminacija (IUI) yra pati paprasčiausia pagalbinio apvaisinimo procedūra. Kitas nevaisingumo gydymo metodas, kuris laikomas vienu iš veiksmingiausių pagalbinių apvaisinimo būdų, yra in vitro fertilizacija (IVF), suteikianti galimybę apvaisinti kiaušinėlius ne moters organizme.

Antriniai lytiniai požymiai ir hormonų vaidmuo

Antriniai lytiniai požymiai - lytį rodančių ir lytinės brandos metu atsirandančių požymių ir funkcijų visuma, susiformuojanti maždaug 10 - 18 gyvenimo metais. Skiriama nuo pirminių lytinių požymių, apibūdinančių lytinius organus. Antriniams lytiniams požymiams priskiriama kaulų ir raumenų sandara, kūno sudėjimas, poodinis riebalų sluoksnis, plaukuotumas, krūtinės forma, pieno liaukų raida, balso tembras, specifinė elgsena.

Mergaičių antriniai lytiniai požymiai

Veikiant moteriškiems hormonams, mergaitės pradeda sparčiau augti (padidėja ūgis ir svoris, sparčiai auga galūnės), keičiasi kaulų forma, praplatėja klubai, apvalėja kūno formos (ypač apie sėdmenis, šlaunis ir pilvą). Pradeda formuotis krūtys, kuriose kaupiasi riebalinis audinys, auga plaukai ant vulvos - pas mergaites gaktos plaukai ima augti anksčiau nei pas berniukus. Prakaito liaukos, ypač esančios pažastyse, ima gaminti prakaitą, kuris turi moterims būdingą kvapą. Padidėjusi riebalų liaukų sekrecija skatina spuogų atsiradimą. Praėjus 2-3 metams nuo antrinių lytinių požymių pasirodymo (maždaug sukakus 12-13 metų), daugeliui mergaičių prasideda mėnesinės.

Berniukų antriniai lytiniai požymiai

Berniukams antrinių požymių atsiradimas visų pirma susijęs su spartesniu augimu, raumenų masės didėjimu. Formuojasi vyriška figūra (platėja pečiai), sparčiau ima augti varpa ir sėklidės, pasikeičia gerklų sandara, pasireiškia „balso mutacija“, atsiranda sėklidžių kapšelio odos pigmentacija, auga plaukai ant gaktos ir pažastyse, taip pat ant įvairių kūno vietų - krūtinės, pečių, kojų, rankų. Kalasi ūsai ir barzda, išryškėja Adomo obuolys.

Lytiniai hormonai

• Estrogenas: tai lytiniai hormonai (estradiolis, estriolis, folikulinas), kuriuos gamina folikulai kiaušidėse, placenta, nedideliais kiekiais - antinksčių žievė bei sėklidės. Estrogenai lemia antrinių lytinių požymių atsiradimą, pieno liaukų formavimąsi, poodinio riebalų sluoksnio pasiskirstymą, lytinio potraukio atsiradimą. Estrogenai kartu su progesteronu svarbūs nėštumui ir gimdymui. Tiek moterų, tiek vyrų organizmuose estrogenai reguliuoja hormoninės liaukos hipofizės gonadotropinę funkciją. Moters organizme iki lytinės brandos estrogenų gaminama nedaug, tačiau subrendus kiaušidės šių hormonų gaminti ima žymiai daugiau. Estrogenų patekimas į kraują lemia gimdos, kiaušintakių ir makšties vystymąsi. Prasidėjus lytinei brandai, pirmasis požymis, kad estrogenų ima gamintis daugiau, yra pieno liaukų formavimasis.
• Progesteronas: steroidinis hormonas, kurį gamina geltonkūnis, placenta ir antinksčių žievė. Progesterono kiekis vaikų organizmuose yra santykinai mažas. Sulaukus lytinės brandos, progesterono sekrecija suintensyvėja, kai po ovuliacijos ima formuotis geltonkūnis, kuris gamina daug progesterono. Ciklo pabaigoje hormono gamyba sumažėja. Hormono koncentracijos mažėjimas lemia gimdos gleivinės atsiplėšimą ir mėnesinių kraujavimą. Pagrindinis fiziologinis progesterono poveikis moters organizmui pasireiškia tik subrendus lytiškai.
• Testosteronas: steroidinis hormonas, priklausantis androgenų grupei ir gaminamas daugiausia sėklidėse, taip pat - antinksčiuose ir kiaušidėse. Jis svarbus formuojantis vyro lytiniams organams, atsirandant antriniams lytiniams požymiams, reguliuoja spermatogenezę ir lytinį elgesį, turi įtakos azoto ir fosforo apykaitai organizme. Testosteronas turi poveikį vyksmams sėkliniuose latakuose, sėklidės prielipe, prostatoje, sėklinėse pūslelėse, pogumburyje, gimdoje ir kiaušidžių folikuluose. Testosterono gamybą ir sekreciją lemia hipofizės hormonai - liuteinizuojantis hormonas ir folikulinas. Moters organizme testosteroną gamina kiaušidės. Jis folikulo ląstelėse pavirsta estrogenais, skatina pieno liaukų formavimąsi.

Ląstelių dalijimasis: mitozė ir mejozė

Ląstelių dalijimasis yra esminis procesas, lemiantis organizmų augimą, vystymąsi ir dauginimąsi. Yra du pagrindiniai ląstelių dalijimosi tipai: mitozė ir mejozė.

Mitozė

Mitozė yra nelytinis ląstelių dauginimasis. Jos metu iš vienos motininės ląstelės susidaro dvi genetiškai identiškos dukterinės ląstelės, turinčios tą patį chromosomų skaičių kaip ir motininė ląstelė. Profazėje vyksta laipsniška chromosomų kondensacija ir jos tampa matomos šviesiniu mikroskopu. Kiekviena siūlinė chromosoma sudaryta iš dviejų chromatidžių, sujungtų centromera. Formuojasi mitozės kompleksas su achromatine verpste. Metafazėje chromosomos, centromeromis susijungusios su achromatinės verpstės siūlais, išsidėsto vienoje plokštelėje - sudaro metafazinę plokštelę. Anafazė yra pati trumpiausia mitozės stadija. Telofazėje du chromosomų rinkiniai susitelkia priešinguose verpstės poliuose. Chromosomos dekondensuojasi, pailgėja ir įgauna pirminę interfazinę struktūrą. Formuojasi branduolių apvalkalėliai, atsiranda branduolėlis(-iai).

Mejozė

Mejozė yra ląstelių dalijimasis, kurio metu susidaro lytinės ląstelės (gametos) su pusiniu chromosomų rinkiniu. Šis procesas yra gyvybiškai svarbus lytiniam dauginimuisi ir genetinės įvairovės užtikrinimui.

Mitozės ir mejozės palyginimas

Mielių dauginimasis

Mielės dauginasi pumpuravimosi būdu, kuris yra nelytinis dauginimasis. Šis procesas skiriasi nuo įprastos mitozės, būdingos augalų ar vienaląsčių mikroorganizmų nelytiniam ląstelių dauginimuisi, nes motininė ląstelė išaugina mažesnę dukterinę ląstelę (pumpurą), kuri atsiskiria ir vystosi savarankiškai, o ne pasidalija pusiau, kaip įprastos mitozės metu.

Augalų dauginimasis

Apvaisinimas - tai augalų ir gyvūnų lytinių ląstelių (gametų) susiliejimas. Žiedas - augalo organas, kuriame subręsta lytinės ląstelės. Iš apvaisintų žiedų užauga sėklų turintys vaisiai. Obuolys, uoga, žirnio ankštis, dygliuota kaštono dėžutė ar lazdyno riešutas - tai tik keletas vaisių pavyzdžių. Jie nepanašūs, bet jų paskirtis ta pati - apsaugoti sėklas ir padėti joms patekti toliau nuo motininio augalo, kad išaugęs naujas augalas nekonkuruotų dėl šviesos ir maisto. Dėl šios priežasties augalai įvairiausiais būdais platina sėklas. Kiaulpienių sėklos lengvos, turi skristukus, kad jas išnešiotų vėjas. Kitas sėklas išplatina paukščiai ar gyvūnai. Paukščiai lesa uogas. Vėliau sėklos, buvusios uogų viduje, išnešiojamos su paukščio išmatomis. Voverės renka lazdynų riešutus ir rudenį jų atsargas užkasa žemėje.

Augalų nelytinio dauginimosi būdai

Be sėklų dauginimosi, augalai gali daugintis ir nelytiniu būdu, išsaugodami visas geras savybes. Štai keli būdai, tinkantys medžiams, krūmams, daržovėms ar uogas vedantiems augalams:

• Auginiais: kai kurie dekoratyviniai augalai dauginami auginiais - ūglių šakelėmis. Nupjautos ūglių šakelės (auginiai) pamerktos į vandenį ar pasodintos žemėje greitai įsišaknija.
• Atlankomis: kai kurie krūmai geriau dauginasi ne auginiais, bet atlankomis, prikasant nulenktą augalo šaką.
• Audinių kultūra: kiekvienos ląstelės branduolyje DNR pavidalu yra užkoduota paveldimoji informacija, tad mokslininkai sukūrė dirbtinį augalų dauginimo būdą, vadinamą audinių kultūra. Šiuo būdu augalai išauginami iš audinio gabalėlio, atskirto iš pumpuro ar kitos augalo dalies, auginant jį ant tinkamos terpės.

Kontracepcijos metodai

Lytinis aktas - tai procesas, kurio esmė yra giminės pratęsimas. Tačiau šiuolaikiniame pasaulyje yra įvairių būdų reguliuoti nėštumą, naudojant kontraceptines priemones.

• Hormoninės kontracepcijos priemonės: yra kelios rūšys: oralinė, kontraceptiniai pleistrai, kontraceptiniai žiedai ar injekcijos. Šios priemonės dažniausiai sukelia makšties gleivinės pakitimus ir slopina spermatozoidų gyvybingumą. Trūkumai: ši kontracepcijos priemonė neapsaugo nuo lytiškai plintančių ligų, gali sutrikdyti organizmo hormonų pusiausvyrą.
• Gimdos spiralės: yra dviejų rūšių: padengtos variu ir išskiriančios hormonus. Pirmosios tinka moterims, negalinčioms ar nenorinčioms hormoninių preparatų, pageidaujančioms ilgalaikio kontracepcijos poveikio. Pašalinus spiralę, vaisingumas grįžta. Tačiau variu dengtos spiralės neapsaugo nuo lytiškai plintančių ligų, ŽIV. Infekcija gali sukelti ektopinį nėštumą, mėnesinės skausmingesnės nei įprasta, netinkamai įkišta spiralė gali iškristi, galimos alerginės reakcijos į varį, priešlaikinis gimdymas, gimdos pradūrimas.
• Barjeriniai metodai: tai mechaninės priemonės, kurios užkerta kelią sėklos patekimui į gimdą. Šios kontracepcijos priemonės būna tiek vyriškos, tiek moteriškos. Populiariausi yra vyriški prezervatyvai. Prezervatyvas ne tik apsaugo nuo nepageidaujamo nėštumo, tačiau ir nuo kai kurių lytiniu keliu plintančių ligų. Prezervatyvų derinys su cheminėmis kontracepcijos priemonėmis užtikrina labai mažą tikimybę pastoti lytinio akto metu.
• Cheminės kontracepcijos priemonės (spermicidai): sumažina lytinių ląstelių judrumą ir pagreitina jų žūtį. Jie dengia gimdos kaklelį, taigi yra tarsi barjeras, mažina susirgimo lytiškai plintančiomis ligomis riziką, tačiau jie silpnai apsaugo nuo užsikrėtimo ŽIV. Nonoxylon-9 toksiškai veikia laktobacilas, kurios yra normalios makšties mikrofloros dalis, todėl makštyje daugėja E. coli, o po lytinių santykių gali būti nustatoma bakteriurija.
• Chirurginė kontracepcija (sterilizacija): tai chirurginė operacija, kuria siekiama visiškai nutraukti paciento reprodukcinę funkciją, nesumažinant jo lytinio potraukio. Vyrams ir moterims sterilizacijos būdai yra skirtingi. Kadangi sterilizacija yra negrįžtama kontracepcija, todėl reikia labai rimtai apsvarstyti prieš ją pasirenkant, ar tikrai asmuo yra pasiruošęs daugiau nebeturėti vaikų. Manoma, kad tai yra labai efektyvi kontracepcija - nėštumų pasitaiko rečiau nei 1 proc. atvejų.

Klonavimo principai ir iššūkiai

Klonavimas yra procesas, kurio metu sukuriama genetiškai identiška organizmo kopija. Pagrindiniai žingsniai, norint klonuoti organizmą, yra šie:

1. Donorinės somatinės organizmo ląstelės branduolio izoliavimas: kiekviena žinduolių organizmo ląstelė turi visą genetinę informaciją, koduojančią organizmą. Todėl gali būti panaudota bet kuri branduolį turinti organizmo ląstelė.
2. Tinkamo organizmo ir jo subrendusių, bet neapvaisintų, t.y. haploidinių kiaušinėlių parinkimas.
3. Kiaušinėlio branduolio pašalinimas: jis atliekamas panašiu būdu, kaip ir somatinės ląstelės branduolio izoliavimas.
4. Norimo klonuoti organizmo branduolio implantavimas į akceptorinį kiaušinėlį: šis procesas atliekamas naudojant mikroinjekcijos metodą. Po implantacijos tapusi diploidine, ląstelė nepradeda dalintis.
5. Pradėjusio dalytis kiaušinėlio implantavimas į surogatinę motiną: surogatinėje motinoje kiaušinėlis pradeda dalintis ir kartais išsivysto į embrioną. Didžioji dalis tokių kiaušinėlių žūva dar nepasiekę embriono stadijos.

Pagrindinės problemos, susijusios su klonavimu:

• Somatinės ląstelės būna jau diferencijuotos, taigi dalis jų genų yra neaktyvūs.
• Galimos DNR mutacijos, atsiradusios ląstelei augant ir dalijantis, sąveikaujant su aplinka ir mutageniniais veiksniais.
• Klono ląstelių amžius yra toks pats, koks ir gyvūno, iš kurio paimtas branduolys, ląstelių amžius, tai lemia ankstyvą klono senėjimą.
• Net jei gimsta genetiškai identiškas organizmas, tačiau, jei tai yra jūsų augintinio klonas, jis nebūtinai paveldės ir charakterio savybes, neturės tos patirties.

tags: #augalo #lastele #susidaranti #po #apvaisinimo

• fysinis pasirengimas gimdymui
• Vidutinės priežiūros priemonės pagal Vaiko gerovės įstatymą
• Darželio "Lašelis" patirtys
• Istorija apie Eriką Pavločių
• Kelionė į Latviją su gimimo liudijimu