Ооплазматическая сегрегация при дроблении.

После проникновения сперматозоида начинаются процессы расслоения, отмешивания различных составных частей цитоплазмы яйцеклетки (ооплазмы) – ооплазматическая сегрегация.

Намечается радиальная (относительно анимально-вегетативной оси) симметрия.

У многих беспозвоночных разные бластомеры дают начало строго определенным зачаткам.

Видимо, это обусловлено ооплазматической сегрегацией при дроблении и взаимодействиями между бластомерами.

Движения цитоплазмы хорошо заметны в тех случаях, когда разные участки цитоплазмы содержат разноцветные гранулы (желток, темный пигмент и др.). Например, у гребневиков по периферии яйцеклетки располагается зеленая цитоплазма (до стадии 8 бластомеров). После деления становятся неравномерными: крупные бластомеры отпочковывают от себя микромеры, которые целиком состоят из зеленой эктоплазмы. Микро- и макромеры резко отличаются по своей будущей судьбе и не способны ее изменить.

При спиральном дроблении (например, кольчатые черви и моллюски) на вегетативном полюсе есть полярная плазма. После 3 деления она вся попадает в один бластомер (1D, вегетативное полушарие, спинная сторона). Позже она большей частью попадает в 2d и 4d, из которых развивается большая часть эктодермы и целомическая мезодерма. Те, при удалении полярной плазмы, возникают личинки, лишенные мезодермы и некоторых эктодермальных закладок.

9. Дробление. Типы и закономерности пространственного расположения бластомеров.

Дробление начинается после оплодотворения и активации. Дробление – ряд непрерывно следующих друг за другом митотических делений, но рост отсутствует. Образуется полость внутри – бластоцель.

Положение частей цитоплазмы не меняется, но они попадают в разные бластомеры. Ядерно-плазменное отношение в начале дробления достигает уровня, характерного для обычных соматических клеток.

Дробление(синхронность и асинхронность указывают на перестройку клеточных циклов и отражают синтетическую активность бластомеров):

- синхронное (ранние стадии, первые 4-7 раз, число бластомеров 2^n)

- асинхронное (сначала идет волнами; пробуждается транскрипционный аппарат зародыша, появляется фаза G1; иногда эту фазу называют бластуляцией)

Функции дробления:

- формирование многоклеточности

- увеличение ядерно-плазменного отношения (которое сильно уменьшилось во время большого роста)

Особенности клеточного цикла:

- синтез ДНК начинается уже в пронуклеусах (все факторы инициации синтеза и репликации (полимеразы, гистоны и др) уже есть в яйце с оогенеза), начинается еще в телофазах.

- Клеточные циклы укорочены за счет G1 и G2 периодов (опять же потому, что все нужные продукты есть в яйце).

- S период укорочен за счет полирепликонности клеток эукариот – каждый репликон может реплицироваться автономно (большая полирепликонность, чем у обычных эукариотических клеток).

Цитотомия- осуществляется с помощью двух механизмов:

- образование кольца из сократимых микрофиламентов (образуется в кортикальном слое клетки, в плоскости, перпендикулярной прямой, соединяющей клеточные центры; начинает деление цитоплазмы; ярче выражен у маложелтковых клеток)

- встраивание запасенных предшественников цитоплазмы (сильнее у многожелтковых клеток)

Регуляция дробления. Фактор созревания (пик концентрации в митозе, самая низкая – в S-фазе), который регулируется цитостатическим фактором (стабилизирует фактор созревания, задерживая клетки в митозе), а тот ингибируется ионами Са.

Пространственная организация дробления.Определяется:

- закономерным расположением интерфазных ядер

- закономерной ориентацией веретен деления

- движениями бластомеров

Закон Гертвига-Сакса:

- клеточное ядро стремится расположиться в центре чистой, свободной от желтка цитоплазмы.

- веретено клеточного деления стремится расположиться по направлению наибольшего протяжения свободной от желтка цитоплазмы.

Принято считать, что характер дробления зависит от типа яйцеклетки.

Дробление:

1. Полное (голобластическое)

1.1. Равномерное (для олиго- и изолецитальных клеток). Объемы бластомеров одинаковы. Целобластула – однослойная бластодерма с крупным бластоцелем в центре.

1.2. Неравномерное (для мезо- и тело). Объемы бластомеров неодинаковы. Амфибластула – состоит из микро- и макромеров, бластоцель сдвинут к анимальному полюсу (к микромерам).

2. Неполное (меробластическое)

2.1. Дискоидальное (поли- и тело-). Борозды формируются вслед за делениями ядер, но разделяют только один из полюсов яйца. Дискобластула – диск бластомеров, лежащий на желтке.

2.2. Поверхностное (поли- и центро-). Поверхностный слой цитоплазмы разделяется перегородками, перпендикулярными поверхности яйца, центральная часть не делится. Перибластула – не имеет бластоцеля – внутри желток.

Расположение образующихся из зиготы бластомеров в пространстве друг относительно друга послужило основанием для определения типов дробления, исходя из расположения бластомеров. Выделяют радиальное (ланцетник), спиральное (моллюски), билатеральное, или двусторонне-симметричное (круглые черви), бисимметричное, или двусимметричное (гребневики), и анархичное (плоские черви) дробления.

При радиальном дроблении борозды деления (митотические веретена) ориентированы параллельно или перпендикулярно анимально-вегетативной оси яйцеклетки. Через такую бластулу проходит несколько плоскостей (осей) симметрии.

Спиральное дробление отличается нарушением такого соответствия (борозды деления располагаются наклонно к анимально-вегетативной оси), и дочерние бластомеры располагаются как бы по спирали. Образующаяся при спиральном дроблении бластула (стереобластула) не имеет ни полости, ни даже одной плоскости симметрии.

Билатеральное дробление характеризуется наличием в формирующейся бластуле одной оси (плоскости) симметрии. При бисимметричном дроблении формирующаяся бластула имеет две оси (плоскости) симметрии.

Анархичное деление резко выделяется от описанных выше неупорядоченным расположением бластомеров и отсутствием оси (плоскости) симметрии.