Ооплазматическая сегрегация в яйцеклетках амфибий и моллюсков.
Ооплазматическая сегрегация в разных типах яиц, ее морфогенетическая роль. Цитологические механизмы определения сагиттальной плоскости в яйцеклетке амфибий.
После проникновения сперматозоида начинаются процессы расслоения, отмешивания различных составных частей цитоплазмы яйцеклетки (ооплазмы) – ооплазматическая сегрегация.
стр.61-62
Намечается радиальная (относительно анимально-вегетативной оси) симметрия.
У амфибий желтый (где вошел сперматозоид) и серый серпы. Через их середину проходит сагиттальная плоскость симметрии.
Ооплазматическая сегрегация при дроблении.
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.
Дробление. Типы и закономерности пространственного расположения бластомеров.
Дробление начинается после оплодотворения и активации. Организм становится многоклеточным. 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.
Особенности клеточного цикла: 1. синтез ДНК начинается уже в пронуклеусах (все факторы инициации синтеза и репликации (полимеразы, гистоны и др) уже есть в яйце с оогенеза). 2. Клеточные циклы укорочены за счет G1 и G2 периодов (опять же потому, что все нужные продукты есть в яйце). 3. S период укорочен за счет полирепликонности клеток эукариот – каждый репликон может реплицироваться автономно.
Пространственная организация дробления. Значение количества и распределения желтка.
Цитотомия осуществляется с помощью двух механизмов: 1. образование кольца из сократимых микрофиламентов 2. встраивание запасенных предшественников цитоплазмы. Кольцо образуется в кортикальном слое клетки, в плоскости, перпендикулярной прямой, соединяющей клеточные центры. Процесс деления цитоплазмы начинает первый способ, а заканчивает второй. У маложелтковых клеток ярче выражен первый способ, у многожелтковых – второй.
Принято считать, что характер дробления зависит от типа яйцеклетки.
Основные закономерности спирального дробления.
Спиральное дробление – прогрессивное нарушение симметрии дробящегося яйца в результате спирального смещения завершающих деление бластомеров относительно друг друга. (характерно для первичноротых животных).
При этом типе дробления бластомеры, образовавшиеся в результате экваториальных делений, не располагаются один над другим: бластомеры верхнего ряда, как бы вклиниваются между бластомерами нижнего ряда. При спиральном дроблении веретена дроблений после третьего дробления направлены косо. Борозды дроблений проходят под углом в 45° к меридиану и экватору; следующие борозды проходят под прямым углом к предыдущим и, значит, опять-таки под углом в 45° к экватору. Такая ситуация создается благодаря тому, что в анафазе каждого деления дробления два дочерних бластомера отклоняются от оси веретена в противоположные стороны. После первых двух дроблений образуются четыре бластомера, которые называются основным квартетом и обозначаются А, В, С и D (затем – a, b, c, d итд).
Значение взаимодействия бластомеров для пространственной организации голобластического дробления.
Закономерность голобластического дробления – перпендикулярность первых трех борозд деления.
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.
Типы бластул, связь их строения с морфологией дробления.
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.