OOGENEZA: FAZE, ZNAČILNOSTI PRI ŽIVALIH IN RASTLINAH - BIOLOGIJA - 2026

Oogeneza ali gamete je proces razvoja ženske gamete z živalmi in cvetnic (a "zrel jajce" se pri živalih in "megagametofito" v rastlinah). Ta dogodek se zgodi, ko ženske posameznice dosežejo zrelost in tako začnejo svoj reproduktivni cikel.

Pri ženskah se oogeneza začne v predporodnem obdobju, kjer se oogonija množi skozi mitotske delitve. Tako se je oogonija povečala, tako da je nastala primarna oocita pred rojstvom ploda, in končno se v puberteti pri ženskah razvijejo zreli ovuli.

Proces oogeneze pri ljudeh in drugih živalih (Vir: Henry Vandyke Carter prek Wikimedia Commons)

Razvoj primarnih oocitov uravnavata dva hormona hipofize: folikle stimulirajoči in luteinizirajoči, ti pa se uravnavajo s hormonom, ki sprošča gonadotropin, ki se izloča v hipotalamus.

V večini primerov, ko jajčna celica ni oplojena, se izloči iz telesa s krvavitvami iz ženskega spolnega organa živali. Ta dogodek med drugim imenujemo "menstruacija", menstrualni cikel ali vročina.

V cvetočih rastlinah ali angiospermih se megagametophyte (ženska gameta) in mikrogametophyte (moška gameta) poleg razvoja v isti rastlini razvijata tudi v isti strukturi, to je cvet z dvospolnimi značilnostmi.

Trsteni cvetovi proizvajajo mikrogametofit, medtem ko šargeri proizvajajo megagametofit. Vendar imajo nekatere rastline cvetove samo s prašniki, druge pa samo cvetove, te vrste pa so znane kot enorodne.

V rastlinah ženska gametogeneza obsega dva glavna procesa, znana kot megasporogeneza in megagametogeneza, ki sta povezana s tvorbo megaspore znotraj nucele in z razvojem megaspore, da postane megagametofit.

Oogeneza pri živalih

Sama oogeneza je tvorba ovulov in se pojavlja v jajčnikih samic živali. Del jajčnikov tvorijo folikli jajčnikov, saj se primordi ovulov zlijejo nanje, dokler ne dozorijo.

Ko mladoletni sesalci dosežejo puberteto, jajčniki vstopijo v aktivno fazo, za katero je značilna rast in ciklično zorenje majhnih skupin foliklov.

Skupna stvar je, da v vsakem ciklu en sam primarni folikul doseže polno zrelost in oocit se sprosti iz jajčnika v maternico. Šteje se, da od 400 tisoč oocitov, ki jih ženska predstavlja ob rojstvu, le 400 zori v plodnem obdobju.

Ta postopek zorenja od primarnih foliklov do konca zrele jajčne celice je znan kot "folikulogeneza" in vključuje različne korake delitve in diferenciacije folikularnih celic, preden se transformira v zrel jajčnik.

Gametogeneza se pri ženskih sesalcih pojavlja nenehno do trajne prenehanja menstrualnega cikla, obdobja, ki je pri ljudeh znano kot "menopavza".

Znanstveniki ocenjujejo, da je idealna starost za razmnoževanje ljudi med 20. in 35. letom starosti, saj se v tem obdobju ovuli razvijejo s polno sposobnostjo preživetja in verjetnost kromosomskih nepravilnosti v zarodku se poveča pri ženskah se starajo.

- značilnosti

- Jajčna jajčeca nastanejo med embrionalnim razvojem, nove jajčne primordije ne nastanejo po rojstvu.

- Zrel jajčnik se izloči iz jajčnika in odide v maternico, kjer se do oploditve vzdržuje moška gameta.

Elektronska mikrografija jajčne celice, ženske gamete (Vir: TheBloxter446 via Wikimedia Commons)

- Na koncu vsakega ciklusa plodnosti se jajčeca, ki niso oplojena, zavržejo in izločijo skozi krvavitev, imenovano "menstruacija".

- Vsi koraki oogeneze potekajo znotraj jajčnikov.

- Med žensko gametogenezo se ustvarijo tri polarna telesa, ki niso sposobna preživetja ali plodnosti.

- V prvem mejotskem procesu celični citosol ne delimo enakovredno, ena od nastalih celic ostane z večino citoplazemskega volumna, druge pa so bistveno manjše.

- Faze

Prenatalni razvoj

V zgodnjih fazah razvoja ženskega zarodka se celice, znane kot oogonija, razmnožujejo z mitozo. Oogonija, produkt mitotskega procesa, narašča v velikosti in izvira iz primarnih oocitov pred rojstvom.

Med razvojem primarnih oocitov okoliške celice vezivnega tkiva tvorijo en sam sloj ravnih folikularnih celic. Primarni oocit, zaprt s to plastjo celic, je primordialni folikul.

V puberteti se primarni oociti razširijo, folikularne epitelijske celice se spremenijo v kubično in kasneje kolonsko obliko, njihova fuzija pa ustvari primarni folikul.

Primarni oocit je obdan z oblogo iz amorfnega, acelularnega, glikoproteinskega bogatega materiala, imenovanega "zona pellucida". Ta ima mrežasto obliko z mnogimi "fenestrations".

Primarni oociti se začnejo deliti z mejozo pred rojstvom ploda. Do zaključka profaze pa pride šele, ko posameznik doseže puberteto.

Postnatalni razvoj

Po začetku pubertete se ovulacija pojavi vsak mesec. To pomeni, da se sproščanje oocita zgodi iz folikla jajčnika v maternico.

Primarni oociti, ki so bili suspendirani v profazi prvega mejotskega cikla, se v tem obdobju aktivirajo in, ko folikul dozoreva, primarni oocit dokonča prvo mejotsko delitev, da nastane sekundarna oocita in prvo polarno telo.

V tej prvi mejozi je delitev citoplazme neenakomerna, nastali sekundarni oocit prejme skoraj vso celico citoplazme, medtem ko polarno telo dobi zelo malo citoplazme.

Med ovulacijo začne jedro sekundarnega oocita drugo mejotsko delitev do metafaze, kjer se celična delitev ustavi. Če takrat sperma vstopi v sekundarno oocito, se zaključi druga mejotska delitev.

Po tej drugi mejotski delitvi se spet oblikuje celica z visoko vsebnostjo citoplazme (oplojena sekundarna oocita) in druga manjša celica, ki predstavlja drugo polarno telo, ki se na koncu izrodi. Zorenje oocita se konča z degeneracijo obeh polarnih teles kot posledica delitve.

Oogeneza v rastlinah

V cvetočih rastlinah poteka sinteza megagametofitov znotraj cveta, v strukturi, imenovani jajčnik. Jajčnike najdemo v notranjosti preprog, vsaka carpela je sestavljena iz jajčnika, sloga in stigme.

Nabor cvetov cvetov se imenuje "gynoecium", ki se lahko združijo ali ločijo znotraj cveta, odvisno od vrste.

Znotraj jajčnikov lahko najdemo enega ali več ovulov. Oblika, število carpelov in število ovulov ter njihova razporeditev se razlikujejo glede na vrsto, tako da se te značilnosti uporabljajo kot taksonomske znake za razvrščanje.

Pri rastlinah je vsaka ovula zelo zapletena zgradba, sestavljena je iz stopala, imenovanega funiculus, ki v notranjosti drži celotno nukleo. Nucela pa je obdana z enim ali dvema plastema, imenovanima integriteta (število pokrovcev se razlikuje glede na vrsto).

Pokrovčki se srečujejo na enem koncu in puščajo majhno odprtino, imenovano mikropil. Mikropil je prostor, skozi katerega poteka cvetni prah, da oplodi jajčno celico.

Znotraj nucele je tam, kjer poteka proces sinteze megagametofitov.

Megagametofit se imenuje tudi zarodna vreča, saj se zarodek v njem razvije, ko pride do oploditve.

- značilnosti

- Jajčna celica ali ženska gamata v rastlinah obsega osem različnih celic, 7 tvori zarodno vrečo in eno jajčno celico, oosfero ali žensko gameto.

- Jajčnik v večini rastlin vsebuje več ovulov, ki jih je mogoče oploditi med istim gnojilnim dogodkom.

- Ovavle lahko "samoprašimo", torej cvetni prah istega cvetja, v katerem najdemo ovulo in prašnike, lahko oplodi ovule znotraj karpele.

- Znotraj jajčnih celic sta dve polarni jedri, ki se združita in ustvarjata endosperm, to je snov, s katero se zarodek hrani na prvih stopnjah svojega razvoja.

- Megaspora se trikrat razdeli mitotično, pri čemer nastane zarodna vreča z 8 jedri.

- Obstajajo celice, ki so nameščene na koncih nucele, znane so kot sinergisti in antipode.

- Faze

Načeloma se znotraj nucele razvije posamezna ženska gameta ali megasporocit. Znotraj te strukture je diploidna matična celica megasporocitov podvržena mejozi (mejoza I) in tvori štiri haploidne celice, imenovane megaspore.

Štiri megaspore so razporejene linearno. Teoretično je na tej točki megasporogeneza končana; trije megaspori se sčasoma razkrojijo in le ena preživi, ​​da dozori in se spremeni v megagametofit.

Vendar se pri večini cvetočih rastlin razvija megagametofit, ki se začne prehranjevati z nukleolom in se mitotično deli (mitoza I), kar ima za posledico dve novi jedri.

Vsako od obeh novih jeder se še enkrat mitotično razdeli (mitoza II), da nastane štiri nova jedra. Sčasoma se nastala štiri jedra ponovno razdelijo z mitozo (mitoza III) in tvorijo osem jeder.

Osem jeder je razdeljenih v dve skupini štirih jeder, eno se nahaja na koncu mikropile, drugo pa se nahaja na nasprotnem koncu. Eno jedro iz vsake skupine štirih seli proti središču megagametofita in tako nastane polarna jedra.

Tri preostale celice na koncu mikropirale so sinergisti, tiste na nasprotnem koncu pa antipodi. Ko se cvet opraši, bodo sinergidi del procesa oploditve.

Celotna struktura zrele ženske ženske game se imenuje vrečka zarodkov, zgrajena pa je iz osrednje celice binukleata in šestih jeder, ki tvorijo sinergistične in antipodske celice.

Reference

1. Desai, N., Ludgin, J., Sharma, R., Anirudh, RK, & Agarwal, A. (2017). Ženska in moška gametogeneza. V klinični reproduktivni medicini in kirurgiji (str. 19–45). Springer, Cham.
2. Evans, HM, & Swezy, O. (1932). Ovogeneza in normalni folikularni cikel pri odraslih sesalcih. Kalifornija in zahodna medicina, 36 (1), 60.
3. Lindorf, H., De Parisca, L., in Rodríguez, P. (1985). Razvrstitev, struktura in razmnoževanje botanike
4. Moore, KL, Persaud, TVN, & Torchia, MG (2018). Razvoj človeške e-knjige: Klinično usmerjena embriologija. Elsevier Health Sciences.
5. Raven, PH, Evert, RF, in Eichhorn, SE (2005). Biologija rastlin. Macmillan.
6. Wang, JH, Li, Y., Deng, SL, Liu, YX, Lian, ZX, & Yu, K. (2019). Najnovejši raziskovalni napredek mitoze med gametogenezo sesalcev. Celice, 8 (6), 567.