BLASTOMERES: FORMAREA, DEZVOLTAREA EMBRIONULUI - BIOLOGIE - 2025

De blastomeres sunt celulele care rezultă din primele diviziuni mitotice ale zigotul, care este produsul de fertilizare sau fuziunea celulelor gametică (ovulul si sperma la animale și plante) a doi indivizi din aceeași specie.

Gametele sunt celule specializate folosite de multe organisme vii în timpul reproducerii sexuale, în care doi indivizi diferiți (sau același individ) „amestecă” jumătate din materialul genetic al celuilalt pentru a forma o nouă celulă: zigotul.

Etapele embriogene ale Hyla crepitans (Sursa: Internet Archive Book Images, prin Wikimedia Commons)

Aceste celule sexuale sunt produse printr-un tip special de diviziune celulară cunoscută sub numele de meioză, caracterizată în termeni genetici ca un proces de reducere, în care încărcarea cromozomială a fiecărui individ scade la jumătate (în primă instanță se separă în celule diferite cromozomi omologi și apoi cromatide surori).

Unii autori consideră că zigotul (ovulul fertilizat) este o celulă totipotentă, deoarece are capacitatea de a da naștere tuturor tipurilor de celule care caracterizează ființa vie care se va forma în viitor.

Blastomerele, celulele care rezultă din divizarea acestui zigot totipotent, se formează la aproximativ 30 de ore după fertilizare, deși aceste perioade pot varia ușor între specii.

Formarea blastomerelor

Procesul prin care au loc aceste celule este cunoscut sub numele de "clivaj", "clivaj" sau "fragmentare". Este o perioadă de replicare intensă a ADN-ului și diviziune celulară în care celulele fiice nu cresc în dimensiune, ci mai degrabă se micșorează cu fiecare diviziune, deoarece embrionul multicelular rezultat rămâne la aceeași dimensiune.

Când zigotul trece prin aceste evenimente mitotice, primul lucru care se întâmplă este înmulțirea nucleelor ​​din citosol. Diviziunea citosolică apare mai târziu, rezultând formarea de noi celule identice (blastomerele) care sunt parțial independente.

La mamifere, diviziunile zigotului care dau naștere la blastomere (clivaj) încep când trece prin trompele uterine spre uter și când este acoperită de „zona pellucida”.

Prima diviziune a zigotului dă naștere la două celule care, la rândul lor, se divid, formând un embrion tetracelular. Numărul blastomerelor crește cu fiecare diviziune mitotică și atunci când au fost atinse 32 de celule, ceea ce embrionologii au numit „morulă” se formează.

Blastomerele morulei continuă să se împartă, formând astfel „blastula”, de la 64 la peste 100 de blastomere. Blastula este o sferă goală, în interiorul căreia se află un lichid cunoscut sub numele de blastocel, care marchează sfârșitul procesului de „clivaj”.

Diviziunile zigotului

Este important de menționat că diferitele diviziuni ale zigotului apar în sensuri sau direcții specifice în funcție de tipul de organism considerat, deoarece aceste tipare vor determina ulterior, de exemplu, pozițiile gurii și anusului la animale.

Mai mult, clivajul este un proces atent reglementat, nu numai prin caracteristicile „fizice” ale zigotelor inițiale, ci și prin determinanții dezvoltării care exercită acțiuni directe asupra diviziunilor.

Apariția blastomerelor în timpul diviziunilor de zigot

La începutul diviziunilor celulare, blastomerele formate au aspectul unei „mase de bule de săpun”, iar aceste celule inițiale suferă doar modificări în număr, nu în dimensiune.

Când numărul de celule este în jur de 8 sau 9, blastomerele își schimbă forma și se aliniază îndeaproape pentru a forma morula, care pare o „bilă” compactă a celulelor rotunjite.

Acest proces este cunoscut sub numele de compactare și se crede că este facilitat de prezența glicoproteinelor de aderență pe suprafața fiecărui blastomere. Morularea apare atunci când zigotul care divizează ajunge în uter, la aproximativ 3 zile de la fertilizare.

Fapt curios

Pentru multe specii de animale, dimensiunea și forma blastomerelor este uniformă în timpul procesului de clivaj, dar morfologia lor poate fi compromisă de stresori chimici sau fizici.

Aceasta a fost exploatată din punct de vedere al acvaculturii, deoarece morfologia „anormală” a blastomerelor a fost legată de neviabilitatea ouălor multor specii de pește importante din punct de vedere comercial.

Diferite studii au stabilit că prezența agenților contaminanți, de exemplu, poate duce la producerea de ouă cu blastomere aberante morfologic și că acest lucru poate însemna incapacitatea zigotelor de a finaliza procesul embrionic.

„Aberațiile” morfologice ale blastomerelor din speciile de pește studiate sunt foarte dese legate de asimetrii sau interacțiuni spațiale neregulate, mărimi inegale ale celulelor, margini celulare incomplete și așa mai departe.

Dezvoltarea embrionului

După cum am menționat deja, divizarea consecutivă a zigotului duce la producerea a numeroase celule cunoscute sub numele de blastomere care, în cele din urmă, încep să se organizeze pentru a forma structuri tranzitorii diferite.

Prima structură, menționată mai devreme, este morula, care este formată din 12 până la 32 de blastomere strâns dispuse și începe să se formeze odată ce zigotul care divizează ajunge la cavitatea uterină (la mamifere).

La scurt timp, o cavitate plină de fluid, cavitatea blastocistică, începe să se formeze în interiorul morulei, care capătă lichid din uter prin zona pelucidă care acoperă zigotul.

Acest proces marchează o diviziune între blastomere, formând un strat subțire la exterior: trofoblastul (responsabil de nutriție și care dă naștere placentei embrionare); și un strat sau un grup de blastomere interne, embrioblastul, care va reprezenta ulterior embrionul în sine.

În acest moment, structura rezultată este cunoscută sub numele de blastulă sau blastocist, care se alătură epiteliului endometrial pentru a realiza proliferarea stratului trofoblastic, care este împărțit în două straturi suplimentare: unul intern numit citotrofoblast și unul extern cunoscut sub numele de sincitiotrofoblast.

Blastocistul este implantat în cavitatea endometrială prin sincitiotrofoblast și își continuă dezvoltarea ulterioară până la formarea cavității amniotice, a discului embrionar și a veziculei ombilicale.

Gastrulația, evenimentul care urmează după blastulare, este atunci când în embrionul primar se formează trei straturi cunoscute sub numele de ectoderm, mezoderm și endoderm, din care se vor forma structurile principale ale fătului în curs de dezvoltare.

Referințe

1. Edgar, LG (1995). Cultura și analiza blastomerei. Metode în biologia celulară, 48 (C), 303-321.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (1994). Principii integrate ale zoologiei (ediția a IX-a). Companiile McGraw-Hill.
3. Moore, K., Persaud, T., & Torchia, M. (2016). Omul în curs de dezvoltare. Embriologie orientată clinic (ediția a 10-a). Philadelphia, Pennsylvania: Elsevier.
4. Setti, AS, Cássia, R., Figueira, S., Paes, D., Ferreira, DA, Jr, I., & Jr, EB (2018). Nuclearea blastomerei: Factorii predictivi și influența blastomerei fără nuclee aparente asupra dezvoltării și implantării blastocistului. JBRA Assisted Reproduction, 22 (2), 102–107.
5. Shields, R., Brown, N., & Bromage, N. (1997). Morfologia blastomerelor ca măsură predictivă a viabilității ouălor de pește. Acvacultură, 155, 1–12.
6. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologie (ediția a 5-a). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.