在生殖细胞在动物有性生殖配子的前体细胞。它们是胚胎的前体,可在大多数物种发育的早期与多种体细胞谱系(soma =体)区分开。
几乎所有有性繁殖的生物都来自两个配子细胞的融合。配子是专门的细胞,携带产生它们的个体,即父亲和母亲的遗传信息的一半(它们是单倍体细胞)。
人类胚胎干细胞在细胞培养中。Ryddragyn在英语维基百科上
由动物产生的所有配子均由称为生殖系的特殊细胞系形成,这些细胞根据一组复杂的特定信号发育。这些细胞代表了基因组和胞质成分从一代到另一一代的主要“转移”途径。
生殖细胞负责物种的形成和进化,因为正是这些中发生的变化从一代传到了下一代。另外,这些细胞是介导遗传性疾病从父母传给孩子,特别是在人类中的细胞。
生殖细胞特征
生殖细胞是“多能”或“全能”胚胎细胞,也就是说,它们可以在正确的条件和信号下分化为几乎任何类型的细胞。此外,它们是负责“自我更新”的感受态细胞,因为它们负责自身的再生。
这些细胞是唯一能够产生配子的细胞,配子是可以形成新生物的细胞,胚胎的其他细胞在分化时会失去这种特性。
因此,一些作者将它们视为物种的“干细胞”,因为它们不是形成器官而是新个体。同样,这些细胞是物种进化的主要手段,并且是遗传疾病(尤其是人类)传播的媒介。
生殖细胞通过称为减数分裂和配子发生(许多动物的卵子发生和精子发生)的过程产生配子,这是这类细胞的特征和独特特征。
具生精子的曲细精管。尼弗龙
训练
在胚胎发育过程中,生殖细胞可与其他体细胞细胞早期区分开。
在一些无脊椎动物中它是如何发生的?
果蝇果蝇。摘自并编辑:Sanjay Acharya
在许多物种中,例如果蝇D. melanogaster,这些细胞是由囊胚的原始细胞形成的,这些原始细胞“继承”了一种称为“种质”或“种质”的胞质决定簇,即非常特别的卵裂球。
所述种质包含结构元件和一些信使RNA,并且在卵子发生和受精过程中,它经历不同的胞质运动,随后在囊胚阶段形成原始细胞簇,这将产生原始生殖细胞。
具有“生殖质”的卵裂球不对称分裂,将种质遗传到单个子细胞。当胚胎达到腹胚期时,这些细胞的等效分裂开始,种系中的原代细胞种群扩大。
它如何在人类中发生?
但是,在人类等哺乳动物中,尚未报道原始生殖细胞形成过程中“种质”的参与,但是该系的规格由细胞间相互作用决定。
在胚胎发生的早期,原始生殖细胞位于一种胚外隔室中,在人类中,这发生在发育的第三周左右。
一旦定义了原始细胞系,它们就会迁移至雌性或雄性腺,在该处分别激活卵子发生或精子发生过程。
原性细胞与性腺体细胞的相互作用,除了存在性染色体和其他母体因素外,还决定了生殖系中性别的确定,尽管这一过程在一个物种之间可能有很大差异。还有一个。
差异基因表达
对于体细胞和生殖细胞的初始“分离”,首先发生的是基因的差异表达,因为在种系中,体细胞系的特征基因被抑制,以启动“程序”生殖细胞遗传学。
在它们的形成过程中,这些细胞也从它们起源的地方迁移到将形成性腺的特定位置,这是成体中产生配子的组织。
细胞迁移也可以通过激活整个迁徙的“机器”和不同的“指导”机制来实现,这些机制与多种遗传和表观遗传因素有关(与核苷酸序列的修饰无关) )。
移民
原始生殖细胞是产生“真正的”生殖细胞的那些细胞,远离它们的发育位置,并且要建立自身,必须迁移到卵巢和睾丸所在的部位,即雌性和雄性腺。 。
原始生殖细胞最初在胃化过程中被视为尿囊底部的一簇细胞,尿囊底部是一种胚外膜,从胚胎的主要消化道流出形成。
母体动物的生殖器。1-囊胚。2-胃 皮达尔卡44
在这个阶段,原始细胞获得了极化的形态,一些实验表明,它们在动员时会延长较长的过程。
后来,这些在后肠变得明显,然后从肠背出来并向侧面迁移,定居在生殖器脊上。
当原始细胞从后肠移动到周围的结缔组织时,后者会延长,形成肠系膜(将小肠排成一行并将其连接到腹壁的组织),细胞通过肠壁出现。
控制机制
前体细胞到达性腺组织是由这些结构的体细胞控制的,它们显然对前者具有“化学吸引”作用。
实验证明,一种名为脆弱类的基因的表达与原始生殖细胞运动的发展有很大关系。
该基因参与细胞与细胞的粘附过程以及细胞周期的控制,因此怀疑粘附过程的调控对于迁移过程的启动可能至关重要。
但是,一些作者认为这些细胞的迁移途径是在环境水平上控制的,而不是一个自治过程。
这些细胞在到达性腺的过程中,一旦进入性腺,就会通过有丝分裂繁殖,产生多个克隆,这些克隆设法增加细胞群中的个体数量。
生殖细胞类型
一旦原始生殖细胞到达其最终的组织,它们就会发展成雌性生殖细胞或雄性生殖细胞,具体取决于情况以及所接收的内源性和外源性信号。
雌性腺是卵巢,雄性腺是睾丸。一旦进入这些组织,原始细胞便会迅速繁殖,但有丝分裂增殖的方式在两者之间是不同的。
那么,有两种类型的生殖细胞被称为卵原细胞和精原细胞。
女性生殖细胞:oogonia
Oogonia。资料来源:Chassot AA,Gregoire EP,Lavery R,Taketo MM,de Rooij DG等。
卵菌是有丝分裂活跃的细胞。它们在胚胎发育过程中会剧烈分裂,特别是在人类怀孕的第二个月到第五个月,因此形成了多达700万个这些细胞,尽管有些细胞自然退化了。
这些细胞在产后阶段不会再因有丝分裂而分裂,而是会定期分化。然而,在胎儿发育的最后阶段,它们开始通过减数分裂分裂,这一过程一直保持“逮捕”状态,直到青春期开始。
男性生殖细胞:精原细胞
精原细胞的增殖与卵原细胞的增殖有些不同,因为尽管它们在胚胎的睾丸中开始形成并繁殖,但实际上它们在整个出生后的生命中仍保持分裂的能力。
睾丸的生精管内部有发芽的精原细胞,某些由这些细胞组成的种群因有丝分裂而分裂。在青春期开始时,各组精原细胞(原代精母细胞)开始通过减数分裂分裂而形成次生精母细胞,从而产生单倍体精子。
变异
生殖细胞是“工厂”,在这里生产用于从一代向下一代传输信息的“媒介”。同样,这些细胞对于进化过程也非常重要,因为它们所经历的几乎任何修饰都将被印在后代上。
可以说,生物体中所有细胞的DNA都容易发生突变,尽管在许多疾病和其他情况下体细胞的突变很重要,但它们并不总是超出生物体的寿命。携带他们的个人。
另一方面,种系突变直接促进进化的遗传过程,因为这些变化可以通过配子和合子从一代传给下一代。
由于这些原因,生殖细胞突变只能在子代中可见,并且这通常取决于每个亲本中受影响基因的纯合性或杂合性。
种系突变的原因很多,因为它们可以响应于内源或外源信号而发生。这些突变中的一些会产生可通过母系或通过父系遗传的疾病,具体取决于病例。
生殖细胞肿瘤
人体几乎任何组织以及其他动物中细胞的不受控制的分裂,都可能导致肿瘤的形成,这种肿瘤可能是良性或恶性的。
生殖细胞产生的那些通常称为肿瘤,可以是:
-Germinomas
-畸胎瘤
-胚胎癌
-真皮内窦肿瘤
-绒毛膜上皮癌
这些肿瘤可以规则地发生在性腺的内部区域,尽管它们也可能与原始生殖细胞的增殖或异常迁移有关,这意味着它们可以出现在人体的不同部位。
睾丸或“浆液瘤”中肾小管内生殖细胞肿瘤的电子显微照片(来源:Nephron,来自Wikimedia Commons)
与原始生殖细胞系有关的肿瘤被称为生殖瘤,而胚胎癌则是来源于胚胎“干”细胞或衍生细胞的那些。
通常,脱落在性腺外部位的原始生殖细胞会脱落,但畸胎瘤是性腺外生殖细胞的异常生长,这些细胞已成功存活并由分化的组织(如软骨,皮肤,头发或牙齿)的随机混合物组成。
真皮内窦肿瘤是由胚外组织衍生的细胞形成并分化形成真皮内卵黄囊的肿瘤。相反,如果肿瘤在滋养细胞层中形成,则称为绒癌。
卵巢的生殖系肿瘤约占所有卵巢肿瘤的20%,常见于约20岁以下的女孩和年轻成年人,并且几乎总是恶性的畸胎瘤。
在这些中,已经鉴别出异常性脂肪瘤,其是具有柔软覆盖物的实体和肉质肿瘤,其由具有多边形外观,突出的质膜和大量胞浆颗粒的细胞聚集体组成。
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