Cell reproduksjon

Den sykliske kontinuitet av levende vesener finner i fenomenene reproduksjon de sammenhengende forbindelsene mellom suksessive generasjoner.

Reproduksjonen utføres på ulike nivåer av evolusjonskalaen, i de forskjellige grener av vegetabilske og dyrevenner, i de forskjellige levende arter, med så mange mekanismer som alene berettiger en hel avhandling.

En første klassifisering av fenomenet reproduksjon må skille de unicellulære organismer fra de multicellulære segene, siden kun i det første faller celledivisjonen sammen med reproduksjonen.

I multicellular reproduksjon kan være agamisk eller seksuell (eller gamica).

Agamisk reproduksjon, relativt mindre hyppig, er basert på mitosemekanismen, slik at artenes variasjon er betrodd i stedet for den gjentatte forekomsten av mutasjoner.

Det finnes også forskjellige mekanismer, som strobilasjon, sporulering, etc., mens i planter finner vi kjente regenerative former i landbruket (stikker, lagring, etc.).

Den mest utbredte reproduksjonsmekanismen i de høyere formene er imidlertid den seksuelle, som svarer til utseendet av meiose, dannelsen og gametene og deres fusjon i zygoten (befruktning).

I primitive arter er gametene ikke morfologisk differensierte: i dette tilfellet snakker vi om isogameti. Det er imidlertid alltid to serier gameter, identifisert med symbolene (+) og (-), og befruktning kan bare skje fra møtet mellom gameter av motsatt tegn: det er derfor en biologisk forskjell, som ennå ikke er uttrykt morfologisk.

Etter hvert som den evolusjonære skalaen utvikler seg, opptrer den morfologiske og funksjonelle differensieringen, hvor vi skiller en type kvinnelige gameter som vanligvis er utstyrt med rikelig reservemateriale (deutoplasma eller kalv, som vil sikre utviklingen av embryoen til den kan være metabolisk uavhengig ) og en type mannlige gameter som er utstyrt med motilitet for å nå kvinnene. Gametene er alltid haploide og er resultatet av meiose. Deres fusjon gir opphav til diploid zygote.

Mellom meíosi og zygot kan det forekomme en rekke haploide cellegenerasjoner, da mellom zygote og meiose kan forekomme en rekke diploide cellegenerasjoner, med de forskjellige varianter av generative sykluser som uttrykkes av generasjonens veksling.

En diplotisk art (med en diploid organisme) kjennetegnes av gametisk meiosis: meiosis produserer direkte gametene, som smelter umiddelbart rekonstituere diploid tilstanden. Dette er den rådende saken til Metazoans, inkludert mann.

den gametogenesis

Med tanke på reproduksjonen med gametisk meiosis, som forekommer hos mennesker, la oss klargjøre hvordan meiosis settes inn i gametogenese (gameteformasjon).

I embryonisk utvikling, av mannlig og kvinnelig gametogenese (kalt spermatogenese og oogenese), er det en tidlig differensiering mellom celler som er bestemt til å danne kroppen (somatisk linje) og de som er bestemt til å produsere gameter (kimlinje). De første cellene til kimlinjen kalles protogoner. Ved differensiering av gonaden i mannlig eller kvinnelig forstand forekommer kimcelledifferensiering i spermatogonia og ovogonas.

Ser vi på spermatogenese, ser vi at det finnes en serie av cellulære generasjoner i spermatogonia, en serie som fortsetter gjennom livet. Bare en del av spermatogoniaen som produseres så kontinuerlig, er forskjellig fra den normale mitotiske syklusen og begynner isteden den meotiske syklusen.

Kimcellen der meiosis vil begynne (reduplisering og deretter første deling) kalles første ordens spermatocyt; Divisjonen oppnår to sekvenser av spermatocytter, som med andre divisjon gir opp til totalt fire spermatider.

Vi kan uteksaminere reduksjonen av kromosom-antrekk fra 4n av førsteordens spermatocytter (etter reduplisering er det fire kromatika for hvert par homologer) til den andre av spermatocytter i andre ordre og til n av spermatidene, som allerede sett å studere meioser, hvilket så det slutter. Spermatider er derfor allerede haploide, men er ennå ikke modne gameter. Fra strukturen av en haploidcelle omformer den funksjonelle modningen (kalt spermytthetese) spermatidene til spermatozoa, det er modne mannlige gameter.

I kvinnelig gametogenese (eller ovogenese) er forskjellige forskjeller notert. Først av alt er antall gameter som skal tilberedes mye mindre. Det anslås at ca. 5 X 105 ovogoner fremstilles i gonadene til en kvinne av den humane arten; Av disse er bare rundt 400 interessert i follikelmodning og etterfølgende dejection, i en syklus som vanligvis bare involverer en follikel per måned i en fruktbar periode på ca. 35 år.

Det forskjellige antall gameter som er tilberedt i de to kjønnene, tilsvarer forskjellen i funksjon og oppførsel som allerede er nevnt: Spermatozoa er små, mobile og mange i forhold til behovet for å søke etter egget og den lave sannsynligheten for å finne den; eggene er store, inerte og få, i forhold til funksjonen til å garantere til embryoet, reservematerialet og beskyttelsen de gir ved intern befruktning (naturligvis i arter med ekstern befruktning, selv eggene må være flere tallrike).

Behovet for å levere gameter med reservemateriale tilsvarer tilstedeværelsen, i oogenese, av en fase av arrest av meiosis, hvor kromosomene delvis despiraliserer. Vi ser da de såkalte «fjærende kromosomene», hvor en serie extroflexjoner identifiserer egenskapene som generene som er ansvarlige for syntesen av deutoplasma er derepresset.

Det mindre antallet som kreves for kvinnelige gameter, tilsvarer også det faktum at av de fire haploide cellene som produseres av meiose, mottar bare én hele reservematerialet og blir en gamete, mens de andre tre (polocytene eller polare legemer) som inneholder kun kromosomalt materiale, kan ikke gi opphav til zygoter og embryoer og er bestemt til å regresere.

befruktning

I dyreriket kan vi observere passasjen fra ekstern befruktning (gameter som er utsatt for enhver miljørisiko og derfor nødvendigvis veldig mange i de to kjønnene) til intern befruktning, som foreldrenes omsorg er videre knyttet til stoffets metabolske forhold mellom mor og foster.

Gjødsel, når møtet mellom gameter av det motsatte kjønn har funnet sted, må skje ved å garantere to forhold: spesifisitet og unikhet. Med andre ord må det sikres at spermatozonen er av samme art som egget og at når det først er kommet inn i det første, kommer ingen andre inn i den.

Specificiteten er sikret ved de biokjemiske egenskapene til akrosomet og overflaten av egget. Faktisk er det snakk om reaksjoner mellom «fertilisine» og «antifertilisin», med spesifisitet som er sammenlignbar med den for møtet mellom enzymer og substrat.

Uniktheten av befruktningen er garantert ved en modifikasjon av ovale overflatestruktur ("kortikal reaksjon") som begynner nettopp på tidspunktet for den første spesifikke gjødsin / antifertilisinreaksjonen; Etter denne reaksjonen endres eggets membran, slik at de andre mulige spermatozoa som når den, ikke lenger kan starte den spesifikke befruktningsreaksjonen.

Etter gjødsel forblir halen av spermotozoan ekstern til egget, mens kromosomalmaterialet trenger inn. Dette, kalt "male pronucleus", knytter seg til den "kvinnelige pronucleus" av egget og danner dermed den diploide kjernen til zygoten.

Redigert av: Lorenzo Boscariol