Зигота — определение, образуване и роля в оплождането и ембрионалното развитие

Зиготата е оплодената клетка, която ще се превърне в ново животно или растение. Когато яйцеклетката на жената и сперматозоидът на мъжа се съединят, получената клетка се нарича зигота. След това зиготата се размножава и се превръща в ембрион. И така, зиготата се образува от сливането на две гамети и е първият етап от развитието на човешкия организъм. Зиготите се получават чрез оплождане между две хаплоидни клетки - яйцеклетката и сперматозоидите, които образуват диплоидна клетка. Диплоидните клетки имат копия на хромозомите и ДНК на двамата родители. При зачеването тя притежава всички необходими свойства за създаване на напълно оформено човешко същество. Животът до смъртта е поредица от много различни етапи на развитие.

Някои животни запазват зиготата в тялото си, докато тя се превърне в пълноценно бебе. Времето между формирането на зиготата и раждането на бебето се нарича бременност. Други животни не задържат зиготата в тялото си, а снасят яйце. Зиготата расте в яйцето, докато стане готова и се излюпи ларва или бебе на животното.

Образуване на зиготата

Процесът започва с оплождането — сливане на две гаметни клетки (яйцеклетка и сперматозоид). При контакт сперматозоидът преминава през няколко стъпки: акросомна реакция, проникване в яйцеклетъчната обвивка и влизане в цитоплазмата. В яйцеклетката се задейства и кортикална реакция, която променя повърхността ѝ и предотвратява входа на други сперматозоиди (блок срещу полиспермия).

След влизането се формират два пронуклеуса — мъжки и женски, всеки със своя набор от хромозоми. Те се сливат и така се възстановява диплоидният комплект хромозоми, което прави зиготата генетично уникална и носител на комбинацията от гени от двамата родители.

Ранно ембрионално развитие

• Клетъчно делене (клаене): Зиготата започва да се дели митотично на кратки интервали, образувайки първите клетки, наречени бластомери.
• Морула и бластоциста: След няколко деления се образува компактна клетъчна маса (морула), която по-нататък дава начало на бластоциста — структура с вътрешна клетъчна маса и кухина. При хората бластоцистата се образува около 5–6-ия ден след оплождането.
• Имплантация: При видове с вътрешна бременност (като човека) бластоцистата се имплантира в маточната лигавица обикновено между 6. и 10. ден след оплождането и започва по-нататъшната органогенеза.
• Тотипотентност: До фазата на няколко клетки (обикновено до около 8-клетъчната стадия при човека) клетките са тотипотентни — всяка от тях може да даде начало на пълно развитие на организма.

Генетична и клетъчна организация

Зиготата съдържа пълната генетична информация, необходима за развитие: комбинация от хромозоми на майката и бащата. Митохондриалната ДНК обикновено е наследена по майчина линия, тъй като сперматозоидът внася много малко митохондрии в яйцеклетката. В ранните етапи също се извършват широкомащабни епигенетични „пренастройки“, които позволяват отново активиране на гените, необходими за ембрионалното развитие.

Разнообразие между видовете

Начинът, по който зиготата се развива, варира при различните животни:

• При видове с външно оплождане (например много риби и земноводни) оплождането става извън тялото; яйцата се развиват във външна среда.
• При вътрешно оплождане и живораждащи видове (вивипарни) зиготата остава в тялото на майката и развитието продължава до раждането.
• Някои организми могат да развиват форми на безполово размножаване (например партеногенеза), при които не е налице типичното сливане на две гамети, но това е изключение в животинското царство.

Клинично значение и технологии

Знанията за зиготата са основа за много медицински и биотехнологични практики:

• Ин витро оплождане (IVF) и микроинжектиране на сперматозоид в яйцеклетка (ICSI) създават зиготи извън организма за лечение на безплодие.
• Предимплантационна генетична диагностика (PGT) позволява анализ на ранни клетки за откриване на генетични аномалии преди имплантация.
• Изследванията върху ранни ембрионални клетки са важни за разбирането на развитието, но пораждат и етични въпроси и регулации.

Проблеми и аномалии

Понякога възникват нарушения, които спират нормалното развитие:

• Полиспермия (влизане на повече от един сперматозоид) обикновено е фатална за зиготата и води до неправилен брой хромозоми.
• Анеуплоидия (неправилен брой хромозоми) може да предизвика имплантационна загуба или известни генетични заболявания.
• Други фактори като увреждане на ДНК, неблагоприятни условия на средата или проблеми в деленето също могат да доведат до отказ на развитието.

В обобщение, зиготата е началният и критичен етап в живота на многоклетъчните организми: тя съдържа цялата генетична информация и започва серия от клетъчни и молекулярни процеси, които довеждат до формирането на ембрион и, при благоприятни условия, до раждането на нов организъм.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява зиготата?

В: Как се образува зиготата?

В: Какво представлява ембрионът?

В: Какво представлява диплоидната клетка?

В: Какво представлява бременността?

В: По какво се различават животните, които снасят яйца, от животните, които запазват зиготата в тялото си?

Въпрос: Притежава ли зиготата всички необходими свойства, за да създаде напълно оформено човешко същество?

Търсене по буква