OOGENEZĂ: FAZE, CARACTERISTICI LA ANIMALE ȘI PLANTE - BIOLOGIE - 2025

Oogenesis sau gameti este procesul de dezvoltare a gameti feminin la animale și plante cu flori (o „matura ou“ se produce la animale și o „megagametofito“ în plante). Acest eveniment are loc odată ce indivizii de sex feminin ajung la maturitate, începând astfel ciclul lor reproductiv.

La femei, oogeneza începe în perioada prenatală, unde oogonia se înmulțește prin diviziuni mitotice. Oogonia a produs astfel o lărgire pentru a forma ovocitele primare înainte de nașterea fătului și, în sfârșit, la femeie se dezvoltă ovule mature.

Procesul de oogeneză la om și alte animale (Sursa: Henry Vandyke Carter prin Wikimedia Commons)

Dezvoltarea ovocitelor primare este reglată de doi hormoni ai hipofizei: stimularea foliculilor și luteinizarea, iar aceștia, la rândul lor, sunt reglați de hormonul care eliberează gonadotropină care este excretat în hipotalamus.

În cele mai multe cazuri, când ovulul nu este fertilizat, acesta este eliminat din organism prin sângerare de la organul genital feminin al animalelor. Acest eveniment se numește „menstruație”, ciclu menstrual sau căldură, printre altele.

În plantele cu flori sau angiosperme, se dezvoltă, de asemenea, în aceeași structură, megagametofitul (gametul feminin) și microgametofitul (gametul masculin), pe care se dezvoltă în aceeași plantă, care este o floare cu caracteristici bisexuale.

Staminele unei flori produc microgametofitul, în timp ce carpele produc megagametofitul. Cu toate acestea, unele plante au flori doar cu stamine, iar alte flori doar cu carpeli, iar aceste specii sunt cunoscute sub numele de monoești.

La plante, gametogeneza feminină cuprinde două procese principale cunoscute sub denumirea de megasporogeneză și megagametogeneză, care au legătură cu formarea megasporei în cadrul nucelei și cu dezvoltarea megasporei pentru a deveni, respectiv, un megagametofit.

Oogeneza la animale

Oogeneza, în sine, este producția de ouă și apare în ovarele animalelor de mamifere feminine. O parte a ovarelor este formată de foliculii ovarieni, din moment ce primordia ovulelor este fuzionată la aceștia până la maturizare.

Când mamiferele feminine tinere ajung la pubertate, ovarele intră într-o fază activă caracterizată prin creșterea și maturizarea ciclică a grupurilor mici de foliculi.

Lucrul obișnuit este că în fiecare ciclu un singur folicul primar atinge maturitatea deplină și ovocitul este eliberat din ovar în uter. S-a socotit că din cele 400 de mii de ovocite pe care le prezintă o femeie la naștere, doar 400 se maturizează în perioada fertilă.

Acest proces de maturare de la foliculii primari până la sfârșitul ovulului matur este cunoscut sub numele de "foliculogeneză" și implică diferite etape de divizare și diferențiere pentru celulele foliculare înainte de a se transforma într-un ovul matur.

Gametogeneza apare continuu la mamiferele feminine până la încetarea permanentă a ciclului menstrual, perioadă cunoscută sub numele de „menopauză” la om.

Oamenii de știință estimează că vârsta ideală pentru reproducerea umană este cuprinsă între 20 și 35 de ani, deoarece în această perioadă ovulele se dezvoltă cu viabilitate deplină și probabilitatea de anomalii cromozomiale într-un embrion crește pe măsură ce femeile îmbătrânesc

- Caracteristici

- Ouăle de sex feminin se formează în timpul dezvoltării embrionare, primordiile de ouă noi nu își au originea după naștere.

- Ovulul matur este detașat de ovar și se duce la uter, unde este menținut până la fertilizare de către un gamet masculin.

Micrografie electronică a unui ovul, gametul feminin (Sursa: TheBloxter446 prin Wikimedia Commons)

- La sfârșitul fiecărui ciclu de fertilitate, ouăle care nu sunt fertilizate sunt aruncate și expulzate prin sângerare cunoscută sub numele de „menstruație”.

- Toate etapele oogenezei au loc în interiorul ovarelor.

- În timpul gametogenezei feminine, sunt create trei corpuri polare care nu sunt viabile sau fertile.

- În primul proces meiotic, citosolul celular nu este împărțit în mod egal, una dintre celulele rezultate este lăsată cu cea mai mare parte a volumului citoplasmatic, iar celelalte sunt considerabil mai mici.

- Faze

Dezvoltare prenatală

În primele etape ale dezvoltării embrionului feminin, celulele cunoscute sub numele de oogonia se înmulțesc prin mitoză. Oogonia, produs al procesului mitotic, crește ca mărime pentru a crea ovocitele primare înainte de naștere.

În timpul dezvoltării ovocitelor primare, celulele țesutului conjunctiv din jur formează un singur strat de celule foliculare plate. Oocitul primar închis de acest strat de celule constituie un folicul primordial.

La pubertate, oocitul primar se mărește, celulele epiteliale foliculare se schimbă la o formă cubică și mai târziu coloară, iar fuziunea lor dă naștere la un folicul primar.

Oocitul primar este înconjurat de o acoperire dintr-un material bogat în amorf, acelular, bogat în glicoproteine, cunoscut sub numele de „zona pellucida”. Aceasta are o formă de plasă cu multe „fenestrații”.

Oocitele primare încep să se împartă prin meioză înainte de nașterea fătului. Cu toate acestea, finalizarea profazei nu are loc până când individul ajunge la pubertate.

Dezvoltare postnatală

După începerea pubertății, ovulația apare în fiecare lună. Aceasta înseamnă că eliberarea unui ovocit are loc de la foliculul ovarian la uter.

Oocitele primare care au fost suspendate în faza primului ciclu meiotic sunt activate în această perioadă și, pe măsură ce foliculul se maturizează, oocitul primar completează prima diviziune meiotică pentru a da naștere unui ovocit secundar și a unui prim corp polar.

În această primă meioză, divizia citoplasmatică este inegală, ovocitul secundar rezultat primește aproape toată citoplasma celulei, în timp ce corpul polar primește foarte puțin citoplasmă.

În timpul ovulației, nucleul ovocitului secundar începe a doua diviziune meiotică până la metafază, unde diviziunea celulară se oprește. Dacă la acel moment un spermatozoid intră în ovocitul secundar, a doua diviziune meiotică este finalizată.

După această a doua diviziune meiotică, se formează din nou o celulă cu un conținut ridicat de citoplasmă (ovocitul secundar fertilizat) și o altă celulă mai mică, care reprezintă al doilea corp polar, care sfârșește degenerând. Maturizarea ovocitului se încheie cu degenerarea celor două corpuri polare ca urmare a divizării.

Oogeneza la plante

La plantele cu flori, sinteza megagametofitelor are loc în interiorul florii, într-o structură numită ovar. Ovarele se găsesc în interiorul carpelelor, fiecare carpel este format dintr-un ovar, un stil și o stigmă.

Setul de carpeli ai unei flori se numește „gynoecium” și acestea pot fi unite sau separate în interiorul florii, în funcție de specie.

În interiorul ovarelor se pot găsi unul sau mai multe ovule. Forma, numărul de carpeli și numărul de ovule și dispunerea lor variază în funcție de specie, atât de mult încât aceste caracteristici sunt utilizate ca caractere taxonomice pentru clasificare.

La plante, fiecare ovul este o structură foarte complexă, este alcătuit dintr-un picior numit funicul, care ține în interior întreaga nucelă. La rândul său, nucela este înconjurată de unul sau două straturi numite integumente (numărul de documente variază în funcție de specie).

Integumentele se întâlnesc la un capăt, lăsând o mică deschidere numită micropilă. Microfilul este spațiul prin care trece tubul de polen pentru a fertiliza celula de ou.

În interiorul nucelei are loc procesul de sinteză al megagametofitelor.

Megagametofitul este denumit și sac de embrioni, deoarece embrionul se dezvoltă în interiorul acestuia odată ce are loc fertilizarea.

- Caracteristici

- Ovocelul sau gametul feminin la plante cuprinde opt celule diferite, 7 formând sacul embrionar și unul în sine ovocelul, oosfera sau gametul feminin.

- Ovarul din majoritatea plantelor conține câteva ovule, care pot fi fertilizate în timpul aceluiași eveniment de fertilizare.

- Ovulele pot fi „auto-polenizate”, adică polenul aceleiași flori în care se găsesc ovulul și furnicile pot fertiliza ovulele din interiorul carpelului.

- În celulele ou, există doi nuclei polari care fuzionează pentru a crea endospermul, care este substanța cu care embrionul se hrănește în primele etape ale dezvoltării sale.

- Megasporul se împarte de trei ori într-un mod mitotic, originând un sac de embrion cu 8 nuclee.

- Există celule care sunt găzduite la capetele nucelei, ele sunt cunoscute sub numele de sinergiști și antipode.

- Faze

În principiu, un singur gamet sau megasporocit feminin se dezvoltă în interiorul nucelei. În cadrul acestei structuri, o celulă stem diploidă de megasporocite suferă meioză (meioza I) și formează patru celule haploide, numite megaspore.

Cele patru megaspore sunt aranjate în mod liniar. Teoretic, în acest moment megasporogeneza este completă; trei dintre megaspores se dezintegrează în cele din urmă și doar unul supraviețuiește pentru a se maturiza și a se transforma în megagametofit.

Cu toate acestea, în majoritatea plantelor cu flori, megagametofitul în curs de dezvoltare începe să se hrănească cu nucela și se împarte mitotic (mitoza I), dând naștere la doi noi nuclei.

Fiecare dintre cele două noi nuclee se împarte mitotic încă o dată (mitoza II) pentru a da naștere la patru noi nuclee. În cele din urmă, cele patru nuclee rezultate se divid din nou prin mitoză (mitoza III), formând opt nuclee.

Cele opt nuclee sunt împărțite în două grupuri de patru nuclee, unul este situat la capătul microfilului, în timp ce celălalt este situat la capătul opus. Un nucleu din fiecare grup din cei patru migrează spre centrul megagametofitului, dând naștere nucleilor polari.

Cele trei celule rămase la capătul micropilarului sunt sinergiștii, iar cele de la capătul opus sunt antipodele. Sinergidele vor face parte din procesul de fertilizare odată ce floarea este polenizată.

Întreaga structură a gametului feminin matur se numește sac embrion și este construită de celula binucleată centrală și de cele șase nuclee care alcătuiesc celulele sinergice și antipode.

Referințe

1. Desai, N., Ludgin, J., Sharma, R., Anirudh, RK, & Agarwal, A. (2017). Gametogeneza feminină și masculină. În medicina reproductivă și chirurgie clinică (pp. 19-45). Springer, Cham.
2. Evans, HM, & Swezy, O. (1932). Ovogeneza și ciclul folicular normal la mamalia adultă. California și medicina occidentală, 36 (1), 60.
3. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Clasificare, structură și reproducere botanică.
4. Moore, KL, Persaud, TVN și Torchia, MG (2018). Dezvoltarea umană-carte electronică: embriologie orientată clinic. Științele sănătății Elsevier
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Biologia plantelor. Macmillan.
6. Wang, JH, Li, Y., Deng, SL, Liu, YX, Lian, ZX și & Yu, K. (2019). Progresele recente ale cercetării în mitoză în timpul gametogenezei mamiferelor. Celule, 8 (6), 567.