GERM HÜCRELERI: ÖZELLIKLERI, OLUŞUMU, TÜRLERI, GÖÇÜ - BIYOLOJI - 2025

Germ hücreleri , seksüel üreme ile hayvanlarda gametlerin ön-hücreleridir. Çoğu türün gelişiminin çok erken dönemlerinde çoklu somatik hücre soylarından (soma = vücut) farklılaşan embriyonik öncülerdir.

Cinsel olarak üreyen hemen hemen tüm organizmalar, iki gametik hücrenin füzyonundan doğar. Gametler, kendilerini üreten bireyin, babanın ve annenin (haploid hücreler) genetik bilgilerinin yarısını taşıyan özel hücrelerdir.

Hücre kültüründe insan embriyonik kök hücreleri. İngilizce Wikipedia'da Ryddragyn

Bir hayvan tarafından üretilen tüm gametler, karmaşık bir dizi spesifik sinyale göre gelişen ve germ hattı olarak bilinen özel bir hücre hattından oluşur. Bu hücreler, genomun ve sitosolik bileşenlerin bir nesilden diğerine ana "transfer" yolunu temsil eder.

Germ hücreleri, bir nesilden diğerine aktarılan, bunlarda meydana gelen değişiklikler olduğundan, türleşme ve evrim süreçlerinden sorumludur. Ayrıca bu hücreler, özellikle insanlarda kalıtsal hastalıkların ebeveynlerden çocuklarına geçişine aracılık eden hücrelerdir.

Germ hücre özellikleri

Germ hücreleri "pluripotent" veya "totipotent" embriyonik hücrelerdir, yani doğru koşullar ve sinyaller altında hemen hemen her hücre tipine farklılaşabilirler. Dahası, kendi yenilenmelerinden sorumlu oldukları için "kendini yenileme" konusunda yetkin hücrelerdir.

Bu hücreler, bir embriyonun diğer hücrelerinin farklılaştıkça kaybettikleri bir özellik olan, yeni bir organizma oluşturabilen hücreler olan gamet üretebilen tek hücrelerdir.

O halde bazı yazarlar, organları değil, yeni bireyler oluşturdukları için onları bir türün "kök hücreleri" olarak görürler. Aynı şekilde, bu hücreler türlerin evrimleşmesinin ana yoludur ve özellikle insanlarda kalıtsal hastalıkların bulaşması için araçlardır.

Germ hücreleri, bu hücre grubuna özgü ve benzersiz olan, mayoz ve gametogenez (birçok hayvanda oogenez ve spermatogenez) olarak bilinen süreçler yoluyla gamet üretir.

Olgun spermli seminifer tübüller. nefron

Eğitim

Germ hücreleri, embriyonik gelişim sırasında diğer somatik hücre dizilerinden erken ayırt edilir.

Bazı omurgasızlarda nasıl olur?

Meyve sineği Drosophila melanogaster. Sanjay Acharya'dan alındı ​​ve düzenlendi

Meyve sineği D. melanogaster gibi birçok türde bu hücreler, blastulanın "germplazma" veya "germ plazması" olarak bilinen bir sitozolik belirleyiciyi "miras almış" ilkel hücrelerinden oluşur. çok özel blastomerler.

Bahsedilen germplazma yapısal elementler ve bazı haberci RNA içerir ve oogenez ve döllenme sırasında, daha sonra blastula aşamasında ilkel hücre kümeleri oluşturmak için farklı sitozolik hareketlere uğrar ve bu da ilkel germ hücrelerine yol açar.

"Germ plazması" na sahip olan blastomerler, germplazmayı tek bir yavru hücreye devralarak asimetrik olarak bölünürler. Embriyo gastrula aşamasına ulaştığında, bu hücrelerin eşdeğer bölünmesi başlar ve germ hattındaki primordial hücrelerin popülasyonu genişler.

İnsanlarda nasıl oluyor?

Öte yandan, insan gibi memelilerde, ilk germ hücre oluşumu sürecinde bir "germ plazmasının" dahil olduğu bildirilmemiştir, bunun yerine bu soyun spesifikasyonu hücre-hücre etkileşimleriyle belirlenir.

Primordial germ hücreleri, embriyojenezin erken aşamalarında, bir tür ekstra embriyonik bölmede bulunur ve insanlarda bu, gelişimin üçüncü haftasında meydana gelir.

Primordial hücre çizgisi tanımlandıktan sonra, oogenez veya spermatogenez işlemlerinin sırasıyla aktive edildiği dişi veya erkek gonadlara doğru hareket ederler.

Cinsiyet kromozomlarının ve diğer maternal faktörlerin varlığına ek olarak, primordial hücrelerin gonadların somatik hücreleri ile etkileşimi, germ hattındaki cinsiyetin belirlenmesini tanımlayan şeydir, ancak bu süreç türler arasında önemli ölçüde değişebilir. ve başka.

Diferansiyel gen ifadesi

Somatik hücrelerin ve germ hücrelerinin ilk "ayrılmasının" gerçekleşmesi için, meydana gelen ilk şey, genlerin farklı bir ekspresyonudur, çünkü germ hattında, "programı başlatmak için somatik hatların karakteristik genleri bastırılır" Germ hücre genetiği.

Oluşum süreçleri sırasında, bu hücreler aynı zamanda köken aldıkları yerden, yetişkinde gamet üreten dokular olan gonadların oluşacağı belirli yere göç ederler.

Hücre göçü, aynı zamanda, çoklu genetik ve epigenetik faktörlerle (nükleotid sekansının modifikasyonu ile ilgisi olmayan), bütün bir göç "mekanizmasının" ve farklı "rehberlik" mekanizmalarının aktivasyonu yoluyla elde edilir. ).

Göç

“Gerçek” germ hücrelerini meydana getiren primordial germ hücreleri, geliştikleri yerden uzakta oluşurlar ve kendilerini yerleştirmek için yumurtalıkların ve testislerin bulunduğu yer olan dişi ve erkek gonadlara göç etmek zorundadırlar. .

Primordial germ hücreleri başlangıçta gastrulasyon sırasında, embriyonun birincil sindirim sisteminden bir çıkış olarak oluşan ekstra embriyonik bir zar olan allantoisin tabanında bir hücre kümesi olarak görülür.

Diblastik bir hayvanın gastrulasyonu. 1-Blastula. 2-Gastrula. Pidalka44

Bu aşamada, ilkel hücreler polarize bir morfoloji kazanır ve bazı deneyler, mobilize olduklarında uzun süreçleri uzattıklarını göstermiştir.

Daha sonra bunlar arka bağırsakta belirgin hale gelir ve daha sonra bağırsak sırtından çıkar ve yanal olarak hareket ederek genital çıkıntıları kolonize eder.

İlkel hücreler arka bağırsaktan çevreleyen bağ dokusuna geçerken, ikincisi uzayarak bağırsak mezenterini (ince bağırsağı çevreleyen ve onu karın duvarına bağlayan doku) oluşturur, bu süreçte meydana gelen bir süreçtir. hücreler bağırsak duvarından çıkar.

Kontrol mekanizmaları

Prekürsör hücrelerin gonadal dokuya gelişi, bu yapıların somatik hücreleri tarafından kontrol edilir ve bunlar, görünüşe göre ilki üzerinde "kemo-çekici" bir etki uygular.

Fragilis olarak bilinen bir genin ekspresyonunun, ilkel germ hücrelerinde hareketlilik gelişimi ile çok ilgisi olduğu deneysel olarak gösterilmiştir.

Bu gen, hücre-hücre yapışma süreçlerinde ve hücre döngüsünün kontrolünde rol oynar, bu nedenle yapışma süreçlerinin düzenlenmesinin, göç sürecinin başlatılması için çok önemli olabileceğinden şüphelenilmektedir.

Bununla birlikte, bazı yazarlar, bu hücrelerin göç yolunun otonom bir süreç olmaktan ziyade çevresel düzeyde kontrol edildiğini düşünmektedir.

Gonadlara giderken ve bir kez içlerinde, bu hücreler mitozla çoğalır ve hücre popülasyonundaki bireylerin sayısını artırmayı başaran birden fazla klon oluşturur.

Germ hücre türleri

İlkel germ hücreleri, kesin dokularına ulaştıktan sonra, duruma göre dişi üreme hücrelerine veya erkek üreme hücrelerine ve aldıkları endojen ve eksojen sinyallere dönüşürler.

Dişi gonadlar yumurtalıklardır ve erkek gonadlar testislerdir. Bu dokulara girdikten sonra, ilkel hücreler hızla çoğalır, ancak bu mitotik proliferasyonun modelleri ikisi arasında farklılık gösterir.

Öyleyse, oogonia ve spermatogonia olarak bilinen iki tür germ hücresi vardır.

Dişi üreme hücreleri: oogonia

Oogonia. Kaynak: Chassot AA, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, de Rooij DG, et al.

Oogonia, mitotik olarak aktif hücrelerdir. Embriyonik gelişim sırasında, özellikle insanlarda hamileliğin ikinci ila beşinci ayında yoğun bir şekilde bölünerek, bazıları doğal olarak dejenere olmasına rağmen, bu hücrelerin 7 milyondan fazlasını oluştururlar.

Bu hücreler doğum sonrası aşamalarda tekrar mitoza bölünmez, bunun yerine periyodik olarak farklılaşır. Bununla birlikte, fetal gelişimin son aşamalarında, ergenlik döneminin başlangıcına kadar "tutuk" olarak kalan bir süreç olan mayoz bölünmeye başlarlar.

Erkek germ hücreleri: spermatogonia

Spermatogonia'nın çoğalması, oogonyadan biraz farklıdır, çünkü embriyonik testislerde oluşmaya ve çoğalmaya başlamalarına rağmen, neredeyse tüm doğum sonrası yaşam boyunca bölünme yeteneklerini sürdürürler.

Testislerin seminifer kanalları içten germinatif spermatogonia ile bağlanır ve bu hücrelerden oluşan popülasyonların bir kısmı mitozla bölünür. Ergenliğin başlangıcında, spermatogonia grupları (birincil spermatositler), haploid spermatidlere yol açacak sekonder spermatositleri oluşturmak için mayozla bölünmeye başlar.

Mutasyonlar

Germ hücreleri, bir nesilden diğerine bilgi aktarımı için "araçların" üretildiği "fabrikalar" dır. Aynı şekilde, bu hücreler evrimsel süreçler için de büyük önem taşıyor, çünkü geçirdikleri hemen hemen her değişiklik yavruya da damgalanacak.

Bir organizmadaki tüm hücrelerin DNA'sının mutasyona yatkın olduğunu ve somatik hücrelerdeki mutasyonların birçok hastalık ve diğer koşullar bağlamında önemli olmasına rağmen, her zaman yaşamının ötesine uzanmadığını söyleyebiliriz. onları taşıyan birey.

Öte yandan Germline mutasyonları, evrimsel genetik süreçlere doğrudan katkıda bulunur, çünkü bu değişiklikler gametler ve zigotlar aracılığıyla bir nesilden diğerine aktarılabilir.

Bu nedenlerden dolayı, germ hücre mutasyonları yalnızca soyda görülebilir ve bu, çoğu zaman, her ebeveyndeki etkilenen genlerin homozigotluğuna veya heterozigotluğuna bağlıdır.

Germ hattı mutasyonlarının nedenleri çoktur, çünkü endojen veya eksojen sinyallere yanıt olarak ortaya çıkabilir. Bu mutasyonlardan bazıları, duruma bağlı olarak anne veya baba çizgisi yoluyla kalıtılabilen hastalıklar üretir.

Germ hücre tümörleri

Hücrelerin insan vücudundaki hemen hemen her dokudaki ve diğer hayvanlardaki kontrolsüz bölünmesi, iyi huylu veya kötü huylu olabilen tümörlerin oluşumuna neden olabilir.

Germ hücrelerinden ortaya çıkanlara genellikle neoplazmalar denir ve şunlar olabilir:

- Germinomlar

- Teratomlar

- Embriyonal karsinomlar

- Endodermal sinüs tümörleri

- Koryokarsinomlar

Bu tümörler gonadların iç bölgelerinde düzenli olarak meydana gelebilir, ancak bunlar aynı zamanda ilkel germ hücrelerinin çoğalması veya anormal göçüyle de ilişkili olabilir, bu da vücudun farklı bölgelerinde görünebilecekleri anlamına gelir.

Testislerde veya 'seminom'da' intratubüler germ hücreli neoplazmın elektron mikrografı (Kaynak: Nephron, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Primordiyal germ hücre çizgisi ile ilişkili tümörler germinomlar olarak bilinirken, embriyonal karsinomlar, embriyonik "kök" hücrelerden veya türetilmiş hücrelerden türetilenlerdir.

Genellikle, ekstragonadal bölgelerde oluşan primordial germ hücreleri dökülür, ancak teratomlar hayatta kalmayı başaran ve kıkırdak, deri, saç veya dişler gibi farklılaşmış dokuların rastgele karışımlarından oluşan ekstragonadal germ hücrelerinin anormal büyümeleridir.

Endodermal sinüs tümörleri, ekstraembriyonik dokulardan türetilen hücrelerden oluşan ve endodermal yolk kesesini oluşturan farklılaşan tümörlerdir. Aksine, tümör trofoblastik tabakada oluşursa buna koryokarsinom denir.

Yumurtalıkların germ hattı tümörleri, tüm yumurtalık tümörlerinin yaklaşık% 20'sini oluşturur, kızlarda ve yaklaşık 20 yaşına kadar genç yetişkinlerde yaygındır ve neredeyse her zaman kötü huylu teratomlardır.

Bunlar arasında, poligonal görünümlü, belirgin plazma membranları ve çok sayıda sitozolik granül içeren hücre kümelerinden oluşan, yumuşak bir örtüye sahip katı ve etli tümörler olan disgerminomalar ayırt edilmiştir.

Referanslar

1. Carlson, BM (2018). İnsan Embriyolojisi ve Gelişim biyolojisi E-kitabı. Elsevier Sağlık Bilimleri.
2. Jennings, MT, Gelman, R. ve Hochberg, F. (1985). İntrakraniyal germ hücreli tümörler: doğal seyir ve patogenez. Nöroşirürji Dergisi, 63 (2), 155-167.
3. Kurman, RJ ve Norris, HJ (1977). Yumurtalıktaki malign germ hücreli tümörler. İnsan patolojisi, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, K. ve Wylie, C. (2004). İlkel germ hücre göçü. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
5. Pelosi, E., Forabosco, A. ve Schlessinger, D. (2011). Embriyonik kök hücrelerden germ hücre oluşumu ve oositlerde somatik hücre çekirdeklerinin kullanılması. New York Bilimler Akademisi Yıllıkları, 1221 (1), 18.
6. Richardson, BE ve Lehmann, R. (2010). İlkel germ hücre göçüne rehberlik eden mekanizmalar: farklı organizmalardan stratejiler. Doğa incelemeleri Moleküler hücre biyolojisi, 11 (1), 37-49.
7. Van Doren, M. (2010). Germ hücresi yaşam döngüsünün hücre biyolojisi. Hücre biyolojisinde güncel görüş, 22 (6), 707.
8. Wylie, C. (1999). Germ hücreleri. Celi, 96 (2), 165-174.