The gastrulace je událost embryonálního vývoje, kdy dochází k masivní reorganizaci z jednoduché masy buněk - blastuly - do vysoce organizované struktury, tvořené několika embryonálními vrstvami.
Abychom se dočasně dostali do stadií embryonálního vývoje, nejprve dojde k oplodnění, poté segmentaci a tvorbě blastuly a organizaci této buněčné hmoty je gastrulace. Je to nejdůležitější událost třetího týdne těhotenství u lidí.
Diploblastická zvířata se skládají ze dvou embryonálních vrstev: endoderm a ektoderm, zatímco triblastická zvířata se skládají ze tří embryonálních vrstev: endoderm, mezoderm a ektoderm. Ke správné organizaci těchto struktur a jejich vhodné buněčné lokalizaci dochází během gastrulace.
Každá z embryonálních vrstev vytvořených během gastrulace způsobí vznik specifických orgánů a systémů dospělého organismu..
Proces se liší v závislosti na studované zvířecí linii. Existují však určité běžné události, jako jsou změny v pohyblivosti buněk, ve tvaru buněk a ve způsobu jejich spojení.
Rejstřík článků
Abychom pochopili koncept gastrulace, je nutné znát určité klíčové aspekty vývoje embrya. Uvedeme a stručně popíšeme každý z kroků před gastrulací, abychom se dostali do kontextu.
Ačkoli vývoj zvířat je velmi variabilní událost mezi liniemi, existují čtyři běžné fáze: oplodnění, tvorba blastul, gastrulace a organogeneze..
Prvním krokem je oplodnění: spojení mezi mužskými a ženskými gametami. Po této události dojde u zygoty k řadě změn a transformací. Fenomén zahrnující přechod z jedné buňky do plně vytvořeného embrya je cílem embryonální vývojové biologie.
Po oplodnění dochází k opakovanému a masivnímu dělení buněk, které se v této fázi nazývá blastoméra. V tomto období zvaném segmentace nedochází ke zvětšování, pouze k dělení velké počáteční buněčné hmoty. Když je tento proces dokončen, vytvořila se hromada buněk zvaná blastula..
U většiny zvířat se buňky uspořádají kolem centrální dutiny naplněné tekutinou, která se nazývá blastocela. Zde se vytvoří zárodečná vrstva a je to krok, který během vývoje procházejí všechna mnohobuněčná zvířata..
Je důležité zmínit, že během segmentačního jevu embryo získává polaritu. To znamená, že se liší ve zvířecích a rostlinných pólech. Zvíře se vyznačuje tím, že je bohaté na cytoplazmu a malý žloutkový váček.
Po vytvoření první zárodečné vrstvy nastává tvorba druhé vrstvy. Tento proces bude podrobně popsán v tomto článku..
Jakmile byly vytvořeny tři zárodečné vrstvy, buňky začnou interagovat se svými partnery a ke tvorbě tkání a orgánů dochází v případě zvaném organogeneze..
Několik orgánů obsahuje buňky z více než jedné zárodečné vrstvy. Není neobvyklé, že exteriér varhany pochází z jedné zárodečné vrstvy a interiér z druhé. Nejjasnějším příkladem tohoto heterogenního původu je kůže, která pochází z ektodermu a také z mezodermu..
Stejně jako v gastrulaci, během organogeneze buňky migrují na dlouhé vzdálenosti, aby dosáhly své konečné polohy.
Rozhodující událostí gastrulace je buněčná organizace v různých embryonálních vrstvách. Počet embryonálních vrstev umožňuje klasifikaci zvířat do dvou kategorií: diblastická a tripoblastická..
Diblastika jsou zvířata s velmi jednoduchou strukturou a mají pouze dvě zárodečné vrstvy: endoderm a ektoderm..
Naproti tomu triblastické organismy mají tři embryonální vrstvy: ty, které vlastní diblasty, a další, mezoderm..
Během gastrulace se sférická blastula popsaná v předchozí části začíná zvyšovat ve složitosti, což vede k tvorbě zárodečných vrstev z totipotenciálních buněk epiblastické vrstvy..
Zpočátku termín gastrulace to bylo používáno popisovat událost tvorby střev. Nyní se však používá v mnohem širším smyslu, který popisuje vznik trilaminárního embrya..
V tomto procesu je stanoven plán těla vyvíjejícího se organismu. Buňky, které jsou součástí endodermu a mezodermu, se nacházejí uvnitř gastruly, zatímco buňky, které tvoří pokožku a nervový systém, jsou rozptýleny na jejím povrchu..
Pohyb buněk - nebo migrace - během gastrulace zahrnuje celé embryo a je to událost, která musí být jemně koordinována.
V závislosti na studované skupině zvířat najdeme výrazné variace v procesu gastrulace
Zejména se tento proces liší u různých tříd obratlovců. K tomu dochází částečně kvůli geometrickým omezením, která vykazuje každá gastrula.
Navzdory těmto výrazným odchylkám jsou fáze po gastrule mezi skupinami velmi podobné. Podobnost mezi embryi obratlovců je ve skutečnosti populárním poznatkem..
Je velmi obtížné - i pro ty nejvýznamnější orgány v embryologii - odlišit embryo od ptáka a plazů v jeho počátečních stádiích..
Během gastrulace se vytvoří otvor zvaný blastopore. Konečné místo určení umožňuje klasifikaci bilaterálních zvířat do dvou velkých skupin: protostomáty a deuterostomy.
V protostomátech - výraz z řeckých kořenů "první ústa“- zmíněný otvor vede k ústům. Tato linie obsahuje měkkýše, členovce a různé kmeny vermiformních zvířat..
V deuterostomech blastopor vede ke konečníku a tlama je vytvořena z jiného sekundárního otvoru. V této skupině nacházíme ostnokožce a strunatce - my lidé se nacházíme v strunatcích.
Existenci těchto dvou evolučních linií pomohly potvrdit další embryonální a molekulární charakteristiky..
Osud blastuly závisí na několika faktorech, včetně typu vajíčka a segmentace. Nejběžnější typy gastrulace jsou následující:
Ve většině skupin zvířat je segmentace holoblastického typu, kde blastula připomíná kouli, která nemá nic uvnitř, a dutina se nazývá blastocela..
Během invaginační gastrulace část blastuly invaginuje dovnitř a vytváří druhou zárodečnou vrstvu: endoderm. Kromě toho se objeví nová dutina, která se nazývá archenteron..
Je to analogické jako s míčkem nebo koulí z měkkého plastu a naším prstem stiskneme, abychom vytvořili díru: to je invaginace, na kterou odkazujeme. Mořští ježci vykazují tento typ gastrulace.
Tento typ gastrulace se vyskytuje ve vejcích, která mají ve vegetativním pólu značné množství žloutku. Z těchto důvodů je obtížné vytvořit intususcepci (proces, který popisujeme v předchozím typu gastrulace)..
K tvorbě zárodečných vrstev dochází k množení mikromer umístěných ve zvířecím pólu, které se potápí a obklopují makromery. V tomto bodě se blastopór již vytvořil na vegetativním pólu.,
Ektoderm bude tvořen mikromery, zatímco makromery způsobí vznik endodermu.
Tento typ gastrulace se vyskytuje při tvorbě ektodermu velmi heterogenních skupin zvířat, jako jsou obojživelníci, mořští ježci a pláštěnci (také známí jako mořské stříkačky nebo mořské stříkačky)..
K tomuto procesu dochází, když vejce vykazuje enormní množství žloutku - více než v případě epibolické gastrulace. Proces spočívá ve zhroucení buněk umístěných na periferii disku.
Tyto buňky se poté posunou dozadu a vytvoří druhou vrstvu, která se sklopí dovnitř a vytvoří endoderm a ektoderm. Obojživelníková mezoderma je tvořena sledováním tohoto vývojového vzorce.
Endoderm pochází z dělení ektodermálních buněk. Kromě toho tyto buňky migrují a klesají. Poté dojde k oddělení do dvou vrstev buněk, kterými budou ektoderm a endoderm.
Tento typ gastrulace je vzácný a není zde žádný blastopór. K tvorbě hypoblastů u ptáků a savců dochází delaminací.
V několika ohledech připomíná gastrulaci delaminací, s výjimkou, že endoderm je tvořen pohybem buněk z ektodermu..
Stejně jako při gastrulaci delaminací nedochází k tvorbě blastopóru a je charakteristické pro méně složitá zvířata, jako jsou mořské houby a dřeň. Tímto způsobem se tvoří mezoderm mořských ježků, stejně jako neuroblasty rodu Drosophila.
Zatím žádné komentáře