Войти
| Бластомер | |
|---|---|
| Подробности | |
| Идентификаторы | |
| Латинский | blastomerus |
| MeSH | D001757 |
| TE | E7.0.1.2.0.0.2 |
| Анатомическая терминология [редактировать Викиданные ] | |
В биологии бластомер относится к типу клетка, образованная расщеплением (делением клетки) зиготы после оплодотворения, и является важной частью образования бластулы.
У людей образование бластомеров начинается сразу после оплодотворения и продолжается в течение первой недели эмбрионального развития. Примерно через 90 минут после оплодотворения зигота делится на две клетки. Состояние двухклеточного бластомера, присутствующее после первого деления зиготы, считается самым ранним митотическим продуктом оплодотворенного ооцита. Эти митотические деления продолжаются и приводят к группировке клеток, называемых бластомерами. Во время этого процесса общий размер эмбриона не увеличивается, поэтому каждое деление приводит к все более и более мелким клеткам. Когда зигота содержит от 16 до 32 бластомеров, ее называют «морула ». Это предварительные этапы начала формирования эмбриона. Как только это начнется, микротрубочки в цитозольном материале морулы в клетках бластомера могут развиться в важные мембранные функции, такие как натриевые насосы. Эти насосы позволяют внутренней части эмбриона наполняться бластоцельной жидкостью, которая поддерживает дальнейший рост жизни.
Бластомер считается тотипотентным. То есть бластомеры способны развиваться из одной клетки в полностью фертильный взрослый организм. Это было продемонстрировано исследованиями и предположениями, сделанными с бластомерами мышей, которые также были признаны верными для большинства бластомеров млекопитающих. Исследования проанализировали монозиготные бластомеры мышей-близнецов в их двухклеточном состоянии и обнаружили, что, когда один из бластомеров-близнецов разрушается, полностью фертильная взрослая мышь все еще может развиваться. Таким образом, можно предположить, что, поскольку одна из двойных клеток была тотипотентной, разрушенная изначально также была.
Относительный размер бластомера внутри эмбриона зависит не только от стадии дробления, но и от регулярность деления клеток. Если количество бластомеров в клеточной массе четное, то размеры клеток должны совпадать. Однако, если количество бластомеров в клеточной массе неравномерно, то деление должно быть асинхронным, чтобы размеры клеток наилучшим образом поддерживали стадию дифференцировки данной массы. Размер бластомера обычно считается неравномерным, если один бластомер имеет диаметр более чем на 25% больше, чем диаметр другого сравниваемого.
Разделение бластомеров из зиготы позволяет получить единственную фертильную клетку продолжать расщепление и дифференцировку до тех пор, пока не сформируется бластоциста . дифференцировка бластомера делает возможным развитие двух разных клеточных популяций: внутренней клеточной массы, которая становится предшественником эмбриона, и трофэктодерма, которая становится предшественником плаценты. Эти предшественники обычно появляются, когда бластомер дифференцируется на 8- и 16-клеточные массы.
В течение периода дифференцировки из 8-ми клеток бластомеры образуют адгезивные соединения, а затем поляризуются вдоль апикального отдела. -базальная ось. Эта поляризация навсегда изменяет морфологию этих клеток и запускает процесс дифференцировки. После этого масса бластомера из 8 клеток начинает уплотняться, образуя плотные соединения между собой, и цитозольные компоненты клетки накапливаются в апикальной области, в то время как ядро каждой клетки перемещается в базальную область. Затем формируется адгезивное латеральное соединение, и бластомер уплощается для образования апикального кортикального домена. Как только начинается переход к 16-клеточной массе, апикальный кортикальный домен исчезает, но элементы полярности сохраняются. Это позволяет примерно половине бластомеров унаследовать полярные регионы, которые могут восстанавливать апикальный кортикальный домен. Тогда другие дифференцирующиеся бластомеры станут неполярными. Полярные бластомерные клетки, которые дифференцируются, переместятся во внешнее положение в развивающейся бластоцисте и покажут предшественников для трофэктодермы, в то время как аполярные клетки переместятся во внутреннее положение и начнут развиваться в эмбрион.. Затем клетки полностью фиксируются в своих индивидуальных состояниях в одном из этих двух доменов на стадии 32 клеток.
Существуют две основные модели дифференцировки, которые определяют, какие бластомерные клетки разделится либо на внутреннюю клеточную массу, либо на трофэктодерму. Первая гипотеза известна как «модель изнутри-снаружи» и утверждает, что клетки дифференцируются в зависимости от своего состояния на стадии 16 клеток или позже. Это означает, что в рамках этой модели клетки бластомеров дифференцируются не на основе клеточных различий, а, скорее, из-за механических и химических стимулов в зависимости от того, где они находятся в данный момент.
Другой, более широкий принятая модель известна как «модель клеточной полярности». Эта модель утверждает, что ориентация плоскости дробления на стадиях 8 и 16 клеток определяет их более позднюю дифференцировку. Есть два основных способа, которыми бластомеры обычно делятся: симметрично, то есть перпендикулярно апикально-базальной оси, и асимметрично, что означает горизонтально апикально-базальной оси. Множество потенциальных гипотез и предположений, которые пытаются объяснить, почему эти клетки ориентируются именно таким образом. Некоторые исследователи заявили, что ранние делящиеся бластомеры имеют тенденцию делиться асимметрично, в то время как другие предположили, что ориентация бластомеров на стадии 8 клеток случайна и не может быть предсказана в более крупном масштабе. В одном исследовании, в частности, говорится, что положение ядра в каждом бластомере может использоваться для указания того, как клетка будет делиться: если ядро находится в апикальной области, то клетка, вероятно, будет делиться симметрично, а если ядро расположено в базальной части область, тогда клетка, вероятно, будет делиться асимметрично.
Во время этого процесса повторяющегося деления клетки могут возникать ошибки. Распространенной среди этих ошибок является то, что генетический материал не разделяется поровну. Обычно, когда клетка делится, каждая дочерняя клетка имеет тот же генетический материал, что и родительская клетка. Если генетический материал не разделяется равномерно между двумя дочерними клетками, происходит событие, называемое «нерасхождение ». Поскольку это событие происходит только в одной из нескольких клеток, которые существуют на данный момент, эмбрион будет продолжать развиваться, но будет иметь несколько нормальных клеток и несколько аномальных клеток. Люди представляют собой «мозаику» нормальных и аномальных клеток, поэтому это заболевание называется «числовой мозаицизм ».
Этот мозаицизм, особенно диплоидия и полиплоидия, может привести к нарушению клеточного расщепления и митоза. Когда эти необходимые ранние клеточные деления не происходят, эмбрион может начать формировать полиплоидные гигантские раковые клетки, которые функционируют очень аналогично клеткам бластомеров, чтобы расти и развиваться в ответ на механические и химические сигналы, как это делают предшественники бластоцисты. Исследования показали, что эти гигантские раковые клетки часто также являются генетическим эквивалентом соматических бластомеров.
Часто клиницисты и исследователи используют биопсию бластомера у беременных женщин из группы риска как способ тест на генетические нарушения. Однако эти биопсии являются инвазивными и имеют серьезный недостаток по сравнению с другими формами инвазивного генетического тестирования в том, что за один раз можно извлечь только небольшое количество клеток. Со временем многие специалисты перешли на биопсию бластоцисты, которая обеспечивает более низкий уровень мозаицизма, но биопсию бластомера по-прежнему можно использовать для более ранних исследований и генетической диагностики.
