Oogeneza i wytworzenie dojrzałej komórki jajaowej

Plan pracy:

Wstęp

1) Czym jest proces oogenezy

a) wyjaśnienie pojęć towarzyszących procesowi

- proces mitozy i mejozy
- komórki endodermalne
- pęcherzyki jajnikowe

Rozwinięcie

1)podziały mitotyczne oogoni
-wykształcenie oocytów pierwszego rzędu

2)wzrost oocytów pierwszego rzędu i pęcherzyków pierwotnych
-rola hormonów gonadotropowych

3) dopełnienie procesu oogenezy
-powstanie oocytu II rzędu
-podział mejotyczny oocytów II rzędu

Zakończenie

1) Niezwykłość procesu oogenezy i jej znaczenie genetyczne
2) Proces oogenezy a postępy w naukach biologicznych













Oogeneza jest procesem , który zachodzi w jajnikach i prowadzi do wytworzenia dojrzałych komórek jajowych. Dojrzewanie jest procesem niezmiernie istotnym , gdyż w tym czasie zachodzą istotne zmiany warunkujące prawidłowe zapłodnienie. Oogenezie towarzyszą podziały na poziomie komórkowym czyli mitoza i mejoza.
Mitoza jest podziałem w wyniku którego powstałe komórki mają taka samą liczbę i rodzaj chromosomów jak ich komórki macierzyste. W mitozie wyróżniamy cztery stadia podziału:
- W profazie chromosomy dzielą się na dwie chromatydy złączone w centromerach , pod koniec tego etapu zanika błona jądrowa i jąderko. W kolejnej fazie – metafazie- chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej wrzeciona podziałowego a ich chromatydy oddzielają się od siebie. W anafazie i telofazie chromatydy przesuwają się a następnie grupują przy przeciwległych biegunach wrzeciona , które zanika. Odtwarzane jest jąderko i błona jądrowa. Następnie dzieli się cytoplazma i powstają dwie potomne komórki zdolne do kolejnego podziału.
Mejoza zachodzi w organach płciowych i prowadzi do dojrzewania gamet– komórek jajowych lub plemników. Składa się z dwóch kolejnych podziałów w wyniku których powstają cztery komórki potomne o zmniejszonej do połowy – haploidalnej – liczbie chromosomów. Każdy z tych podziałów , podobnie jak w mitozie został podzielony przez biologów na cztery stadia o takiej samej nazwie lecz znacznie odróżniających się od siebie w poszczególnych fazach. W profazie pierwszego podziału chromosomy koniugują ze sobą tworząc pary – biwalenty- w dalszym przebiegu profazy chromatydy chromosomów są ze sobą połączone (miejsca takiego połączenia nazywamy chiazmami). W anafazie pierwszego podziału oddzielają się od siebie chromosomy każdej pary i przemieszczają się do przeciwległego bieguna. Powstają dwa jądra potomne o zredukowanej liczbie chromosomów. Bezpośrednio po pierwszym podziale następuje drugi podział mejotyczny, który w obydwu jadrach ma charakter podziału mitotycznego.
Zanim przejdę do omawiania samego procesu oogenezy należy wspomnieć o komórkach endodermalnych. Wywodzą się z wewnętrznego listka zarodkowego i są prekursorami komórek jajowych. W korze jajników znajdują się również pęcherzyki jajnikowe , które zależnie od wieku osobniczego i fazy cyklu jajnikowego mogą mieć różne formy. Większość wszystkich pęcherzyków jajnikowych stanowią pęcherzyki pierwotne. Są one ściśle związane z procesem oogenezy.
Komórki endodermalne wędrują przez ścianę pęcherzyka żółtkowego oraz tylnego i środkowego jelita do grzebienia płciowego śródnercza ( z którego powstaje jajnik) i stają się oogoniami (niedojrzałymi komórkami płciowymi).
Oogonia dzielą się wielokrotnie przez co zwiększają swoją liczbę , są to podziały mitotyczne tak więc wszystkie mają diploidalną liczbę chromosomów. Do szóstego miesiąca rozwoju płodowego ( niektóre źródła podają , że do trzeciego) przekształcają się w oocyty pierwszego rzędu. Oocyt jest dużą komórką dookoła której wykształca się osłonka przejrzysta będąca wytworem zarówno oocyta jak i otaczających go komórek ziarnistych pęcherzyka jajnikowego.
Oocyt zawiera duże okrągłe jądro z lekko skondensowaną chromatyną i jedno lub dwa jąderka. Jądro leży na obwodzie komórki. Dookoła oocytu pierwszego rzędu leżą płaskie komórki , ułożone w jedną warstwę zwane komórkami ziarnistymi. Oocyt jest położony w środku pęcherzyka pierwotnego. Dojrzewanie komórki jajowej rozpoczyna się pierwszym podziałem mejotycznym , który zostaje zahamowany w diktiotenie – stadium przedłużonego, zahamowanego diplotenu w którym to kończy się przyciąganie chromosomów homologicznych a w niektórych miejscach chromatydy są ze soba połączone .
Pod koniec życia płodowego w obu jajnikach znajduje się znajduje się od 700 tyś, do 2 mln oocytów pierwszego rzedu. W dzieciństwie liczba oocytów zmniejsza się osiągając wartość ok. czterystu tysięcy w okresie pokwitania.
Zahamowane w stadium profazy pierwszego podziału mejotycznego oocyty mogą rozwijać się dalej dopiero wraz z osiągnięciem dojrzałości płciowej i początkiem cyklicznego uwalniania przez przedni przysadki mózgowej hormonów gonadotropowych folitropiny i lutropiny.
Foliotropina (FSF) i lutropina (LH) są glikoproteidami. Ciężar cząsteczkowy foliotropiny to około trzydzieści jeden tysięcy , zawiera około ośmiu procent węglowodanów. Ciężar cząsteczkowy hormonu luteinizujacego jest nieco mniejszy, zawartość węglowodanów wacha się w granicy czterech i pół procent.
Te same hormony są bodźcem do wzrostu i rozwoju pęcherzyków. Spośród ok. czterystu tysięcy pęcherzyków pierwotnych w ciągu życia rozrodczego kobiety rozwija się tylko około czterystu.
Zahamowane cały czas komórki w profazie pierwszego podziału mejotycznego zaczynają wzrastać wielokrotnie zwiekszając swą objętość. Dzięki podziałom mitotycznym wzrasta liczba komórek ziarnistych przez co powstaje warstwa ziarnista zbudowana z kilku pokładów komórek. W tym stadium oocyt oddzielony jest od otaczających go komórek pęcherzykowych osłonką przejrzystą .Kiedy warstwa komórek ziarnistych jest większa niż sześć, powstają między nimi wolne przestrzenie, które zlewają się i powiększają, wytwarzając jamę pęcherzyka. Powiększanie się jamy pęcherzykowej prowadzi do zepchnięcia oocytu pierwszego rzędu wraz z częścią otaczających go komórek ziarnistych na jeden biegun. Powstaje w ten sposób wzgórek jajonośny zbudowany z komórek warstwy ziarnistej.

Całkowicie dojrzały pęcherzyk jajnikowy (Graafa) ma średnicę od dziesięciu do piętnastu centymetrów i tworzy uwypuklenie na powierzchni jajnika.
Tuż przed utworzeniem w pełni dojrzałego pęcherzyka oocyt pierwszego rzędu będący w stadium zahamowanej profazy kończy swój pierwszy podział mejotyczny. Zakończenie tego podziału jest uzależnione od działania lutropiny.
W dojrzałym pęcherzyku jajnikowym a dokładnie we wzgórku jajonośnym dochodzi do podziału redukcyjnego. Jednak podział cytoplazmy jest tu nierówny i wynikiem tego jest powstanie jednej dużej komórki – oocytu drugiego rzędu, który zawiera prawie całą cytoplazmę i posiadający haploidalną liczbę chromosomów. W czasie podziału oocyt pierwszego rzędu wyrzuca po jednym chromosomie z każdej pary w postaci pierwszego ciałka kierunkowego, małej komórki która posiada jądro i zawiera śladowe ilości cytoplazmy.
Oocyt drugiego rzędu rozpoczyna natychmiast drugi podział mejotyczny, który zostaje zahamowany w stadium metafazy.
Drugi podział mejotyczny może być zakończony a ciałko kierunkowe wydzielone, jeśli komórka jajowa zostanie uwolniona w czasie jajeczkowania do jajowodu i następnie zapłodniona.
Komórka płciowa znajdująca się w dojrzałym pęcherzyku jajnikowym, tuż przed owulacją jest oocytem drugiego rzędu w stadium zahamowanej metafazy drugiego podziału mejotycznego. Umiejscowiona jest w dalszym ciągu we wzgórku jajonośnym. Komórki ziarniste leżące bezpośrednio wokół niej noszą nazwę wieńca promienistego
Dojrzewanie komórki jajowej rozpoczyna się w komórkach jajowych, a kończy się tuż przed owulacją, a więc w jajniku kobiety dojrzałej płciowo. Od zahamowanego w stadium profazy pierwszego podziału mejotycznego do jego zakończenia może minąć od piętnastu do czterdziestu pięciu lat.
Jest to najdłuższy cykl podziału komórki, występujący w warunkach fizjologicznych. W tym okresie pomiędzy chromosomami komórek rodzicielskich dochodzi do zjawiska crossing – over czyli wymiany odcinków chromatyd między chromosomami homologicznymi.
Proces ten ma istotne znaczenie genetyczne. Stwarza bowiem nowe linie uporządkowania genów w poszczególnych chromosomach i prowadzi do nowych kombinacji genetycznych u potomstwa.
Interesujące zmiany zachodzą również w samej ooplazmie. Hertig w oocytach badanych kobiet, obserwował transport materiału informacyjnego z jądra do cytoplazmy w formie pierścieniowatych blaszek.
W referacie przedstawiłam jedynie zarys całego procesu, należy pamiętać o tym, że szybkie tempo rozwoju nauk biologicznych a zwłaszcza genetyki wprowadzają wiele nowych pojęć i rozszerzają już istniejące.
Badania nad klonowaniem komórek ludzkich czynią oogenezę procesem wciąż nie do końca zdefiniowanym.