SEL KUMAN: CIRI, PEMBENTUKAN, JENIS, PENGHIJRAHAN - BIOLOGI - 2026

The sel-sel kuman adalah sel-sel pelopor gamet pada haiwan dengan pembiakan seksual. Mereka adalah prekursor embrio yang membezakan dari beberapa keturunan sel somatik (soma = badan) pada awal perkembangan kebanyakan spesies.

Hampir semua organisma yang membiak secara seksual timbul dari penyatuan dua sel gametik. Gamet adalah sel khusus yang membawa separuh daripada maklumat genetik individu yang menghasilkannya, bapa dan ibu (mereka adalah sel haploid).

Sel stem embrio manusia dalam kultur sel. Ryddragyn di Wikipedia Inggeris

Semua gamet yang dihasilkan oleh haiwan terbentuk dari garis sel khas yang dikenali sebagai garis kuman, yang berkembang mengikut sekumpulan isyarat tertentu yang kompleks. Sel-sel ini mewakili jalan utama "pemindahan" genom dan komponen sitosolik dari satu generasi ke generasi yang lain.

Sel-sel kuman bertanggungjawab untuk proses spesiasi dan evolusi, kerana perubahan-perubahan yang terjadi di dalamnya dapat disebarkan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Selain itu, sel-sel inilah yang menjadi perantara penularan penyakit yang diwarisi dari ibu bapa kepada anak-anak mereka, terutama pada manusia.

Ciri-ciri sel kuman

Sel kuman adalah sel embrio "pluripotent" atau "totipotent", iaitu sel tersebut dapat membezakan hampir semua jenis sel di bawah keadaan dan isyarat yang betul. Sebagai tambahan, mereka adalah sel yang kompeten untuk "pembaharuan diri" mereka, kerana mereka bertanggungjawab untuk pertumbuhan semula mereka sendiri.

Sel-sel ini adalah satu-satunya yang mampu menghasilkan gamet, iaitu sel-sel yang dapat membentuk organisme baru, sifat yang kehilangan sel-sel lain dari embrio ketika mereka membezakan.

Sebilangan penulis menganggapnya sebagai "sel induk" spesies, kerana mereka tidak membentuk organ melainkan individu yang baru. Begitu juga, sel-sel ini adalah cara utama spesies berkembang dan menjadi wadah penularan penyakit keturunan, terutama pada manusia.

Sel kuman menghasilkan gamet melalui proses yang dikenali sebagai meiosis dan gametogenesis (oogenesis dan spermatogenesis pada banyak haiwan), yang merupakan ciri dan unik bagi kumpulan sel ini.

Tubul semifinal dengan sperma matang. Nefron

Latihan

Sel kuman dibezakan lebih awal dari garis sel somatik yang lain semasa perkembangan embrio.

Bagaimana ia berlaku pada sebilangan invertebrata?

Lalat buah Drosophila melanogaster. Diambil dan diedit dari: Sanjay Acharya

Dalam banyak spesies, seperti lalat buah D. melanogaster, sel-sel ini terbentuk dari sel primordial dari blastula yang telah "mewarisi" penentu sitosolik yang dikenal sebagai "plasma nutfah" atau "plasma nutfah", yaitu, blastomer yang sangat khusus.

Plasma kuman tersebut mengandungi unsur-unsur struktur dan beberapa RNA utusan dan semasa oogenesis dan persenyawaan, ia mengalami pergerakan sitosolik yang berbeza, untuk kemudian membentuk gugus sel primordial di tahap blastula, yang akan menimbulkan sel kuman primordial.

Blastomer yang mempunyai "plasma nutfah" membelah secara tidak simetri, mewarisi plasma nutfah ke sel anak tunggal. Apabila embrio mencapai tahap gastrula, maka pembahagian sel yang setara bermula dan populasi sel primordial di garis kuman mengembang.

Bagaimana ia berlaku pada manusia?

Pada mamalia seperti manusia, di sisi lain, keterlibatan "plasma nutfah" belum dilaporkan selama proses pembentukan sel kuman primordial, melainkan spesifikasi garis ini ditentukan oleh interaksi sel-sel.

Sel kuman primordial, semasa peringkat awal embriogenesis, terletak di semacam petak ekstra-embrio dan, pada manusia, ini berlaku sekitar minggu ketiga perkembangan.

Setelah garis sel primordial ditentukan, mereka bergerak ke arah gonad wanita atau lelaki, di mana proses oogenesis atau spermatogenesis diaktifkan.

Interaksi sel primordial dengan sel somatik gonad, selain adanya kromosom seks dan faktor ibu yang lain, inilah yang menentukan penentuan jantina di garis kuman, walaupun proses ini dapat sangat berbeza antara spesies dan lain-lain.

Ungkapan gen pembezaan

Untuk "pemisahan" awal sel somatik dan sel kuman berlaku, perkara pertama yang berlaku adalah ekspresi gen yang berbeza, kerana dalam garis kuman gen ciri garis somatik ditekan untuk memulakan program " Genetik sel kuman.

Semasa proses pembentukannya, sel-sel ini juga berpindah dari tempat asal mereka ke tempat tertentu di mana gonad akan terbentuk, yang merupakan tisu penghasil gamet pada orang dewasa.

Migrasi sel juga dicapai melalui pengaktifan keseluruhan "mesin" migrasi dan mekanisme "panduan" yang berbeza, yang berkaitan dengan pelbagai faktor genetik dan epigenetik (yang tidak ada kaitan dengan pengubahsuaian urutan nukleotida ).

Penghijrahan

Sel kuman primordial, sel yang menimbulkan sel kuman "benar", terbentuk jauh dari tempat mereka berkembang dan, untuk membangun diri, mesti berpindah ke tempat di mana ovari dan testis berada, yang merupakan gonad wanita dan lelaki. .

Sel kuman primordial pada awalnya dilihat semasa gastrulasi sebagai sekumpulan sel di dasar allantois, yang merupakan membran ekstra embrio yang terbentuk sebagai aliran keluar dari saluran pencernaan utama embrio.

Gastrulasi haiwan yang diblastik. 1-Blastula. 2-Gastrula. Pidalka44

Pada tahap ini, sel primordial memperoleh morfologi terpolarisasi dan beberapa eksperimen menunjukkan bahawa mereka memperpanjang proses yang panjang ketika mereka digerakkan.

Kemudian, ini menjadi jelas pada hindgut dan kemudian keluar dari dorsum usus dan berhijrah secara lateral, menjajah bahagian genital.

Ketika sel primordial bergerak dari hindgut ke tisu penghubung di sekitarnya, yang terakhir memanjang, membentuk mesentery usus (tisu yang melapisi usus kecil dan menghubungkannya ke dinding perut), proses yang berlaku semasa sel muncul melalui dinding usus.

Mekanisme kawalan

Kedatangan sel-sel prekursor ke tisu gonad dikendalikan oleh sel-sel somatik struktur ini, yang nampaknya memberikan kesan "chemoattractant" pada bekas.

Ekspresi gen yang dikenali sebagai fragilis telah terbukti secara eksperimen mempunyai banyak kaitan dengan perkembangan motilitas pada sel kuman primordial.

Gen ini terlibat dalam proses lekatan sel-sel dan dalam pengendalian kitaran sel, jadi diduga bahawa pengaturan proses perekatan dapat menjadi sangat penting untuk memulai proses migrasi.

Walau bagaimanapun, sebilangan penulis menganggap bahawa laluan migrasi sel-sel ini dikendalikan pada tahap persekitaran, dan bukannya menjadi proses autonomi.

Dalam perjalanan ke gonad dan sekali di dalamnya, sel-sel ini berkembang biak dengan mitosis, menghasilkan beberapa klon yang berjaya meningkatkan jumlah individu dalam populasi sel.

Jenis sel kuman

Sebaik sahaja sel kuman primordial mencapai tisu pasti, mereka berkembang menjadi sel kuman wanita atau sel kuman lelaki, mengikut keadaannya dan isyarat endogen dan eksogen yang mereka terima.

Gonad betina adalah ovari dan gonad jantan adalah testis. Sekali dalam tisu ini, sel primordial berkembang biak dengan cepat, tetapi corak percambahan mitotik ini berbeza antara keduanya.

Terdapat dua jenis sel kuman yang dikenali sebagai oogonia dan spermatogonia.

Sel kuman wanita: oogonia

Oogonia. Sumber: Chassot AA, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, de Rooij DG, et al.

Oogonia adalah sel aktif mitotik. Mereka membelah secara intensif semasa perkembangan embrio, khususnya dari bulan kedua hingga bulan kelima kehamilan pada manusia, sehingga membentuk lebih dari 7 juta sel ini, walaupun beberapa secara semula jadi merosot.

Sel-sel ini tidak dapat dibahagi lagi oleh mitosis pada tahap selepas bersalin, tetapi membezakan secara berkala. Namun, semasa peringkat terakhir perkembangan janin, mereka mula dibahagikan dengan meiosis, suatu proses yang masih dalam "penangkapan" hingga awal akil baligh.

Sel kuman lelaki: spermatogonia

Percambahan spermatogonia agak berbeza dengan oogonia, kerana walaupun fakta bahawa ini mula terbentuk dan berkembang biak pada testis embrio, mereka mengekalkan kemampuan mereka untuk membelah sepanjang kehidupan selepas kelahiran secara praktikal.

Saluran seminiferus testis diikat secara dalaman dengan spermatogonia percambahan dan beberapa populasi yang terdiri daripada sel-sel ini dibahagikan dengan mitosis. Pada awal akil baligh, kumpulan spermatogonia (spermatosit primer) mula dibahagi dengan meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder yang akan menimbulkan spermatid haploid.

Mutasi

Sel kuman adalah "kilang" di mana "kenderaan" untuk menghantar maklumat dari satu generasi ke generasi berikutnya dihasilkan. Begitu juga, sel-sel ini sangat penting untuk proses evolusi, kerana hampir semua pengubahsuaian yang dilakukan akan dicantumkan pada keturunan.

Kita boleh mengatakan bahawa DNA semua sel dalam organisma terdedah kepada mutasi dan walaupun mutasi pada sel-sel somatik penting dalam konteks banyak penyakit dan keadaan lain, sel-sel tersebut tidak selalu melebihi jangka hayat organisma. individu yang membawa mereka.

Mutasi garis pusat, sebaliknya, menyumbang secara langsung kepada proses genetik evolusi, kerana perubahan ini dapat diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya melalui gamet dan zigot.

Atas sebab-sebab ini, mutasi sel kuman hanya dapat dilihat pada keturunan dan ini sangat bergantung pada homozygosity atau heterozygosity gen yang terjejas pada setiap ibu bapa.

Penyebab mutasi kuman banyak, kerana ia boleh berlaku sebagai tindak balas kepada isyarat endogen atau eksogen. Sebilangan mutasi ini menghasilkan penyakit yang dapat diwarisi melalui garis ibu atau melalui garis bapa, bergantung pada kasusnya.

Tumor sel kuman

Pembahagian sel yang tidak terkawal di hampir semua tisu dalam tubuh manusia, dan juga pada haiwan lain, dapat mengakibatkan pembentukan tumor, yang boleh menjadi jinak atau ganas.

Mereka yang timbul dari sel kuman biasanya disebut neoplasma dan boleh:

- Germinoma

- Teratoma

- Karsinoma embrio

- Tumor sinus endodermal

- Choriocarcinoma

Tumor ini boleh berlaku secara berkala di kawasan dalaman gonad, walaupun ia juga berkaitan dengan percambahan atau penghijrahan sel kuman primordial yang menyimpang, yang menyiratkan bahawa mereka dapat muncul di kawasan tubuh yang berlainan.

Mikrograf elektron neoplasma sel kuman intratubular pada testis atau 'seminoma' (Sumber: Nephron melalui Wikimedia Commons)

Tumor yang berkaitan dengan garis sel kuman primordial dikenal sebagai germinoma, sementara karsinoma embrio adalah yang berasal dari sel "batang" embrio atau sel yang berasal.

Biasanya, sel kuman primordial yang terbentuk di tempat ekstragonadal ditumpahkan, tetapi teratoma adalah pertumbuhan sel kuman ekstragonal yang menyimpang yang berjaya bertahan dan terdiri daripada campuran rawak tisu yang berbeza seperti tulang rawan, kulit, rambut, atau gigi.

Tumor sinus endodermal adalah tumor yang terbentuk dari sel yang berasal dari tisu ekstra embrio dan yang dibezakan, yang membentuk kantung kuning telur. Sekiranya, sebaliknya, tumor terbentuk di lapisan trofoblastik, ia disebut choriocarcinoma.

Tumor garis keturunan ovari menyumbang kira-kira 20% daripada semua tumor ovari, adalah biasa pada kanak-kanak perempuan dan orang dewasa muda hingga usia sekitar 20 tahun, dan hampir selalu teratoma sifat malignan.

Di antaranya, disgerminoma telah dibezakan, yang merupakan tumor padat dan berdaging yang mempunyai penutup yang halus, terdiri daripada agregat sel dengan penampilan poligonal, dengan membran plasma yang menonjol dan sebilangan besar butiran sitosolik.

Rujukan

1. Carlson, BM (2018). E-book biologi manusia dan biologi perkembangan. Sains Kesihatan Elsevier.
2. Jennings, MT, Gelman, R., & Hochberg, F. (1985). Tumor sel kuman intrakranial: sejarah semula jadi dan patogenesis. Jurnal bedah saraf, 63 (2), 155-167.
3. Kurman, RJ, & Norris, HJ (1977). Tumor sel kuman malar ovari. Patologi manusia, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, K., & Wylie, C. (2004). Penghijrahan sel kuman primordial. Jurnal Antarabangsa Biologi Perkembangan, 48 (5-6), 537-543.
5. Pelosi, E., Forabosco, A., & Schlessinger, D. (2011). Pembentukan sel kuman dari sel induk embrio dan penggunaan inti sel somatik dalam oosit. Annals of the New York Academy of Sciences, 1221 (1), 18.
6. Richardson, BE, & Lehmann, R. (2010). Mekanisme yang memandu migrasi sel kuman primordial: strategi dari pelbagai organisma. Kajian semula jadi biologi sel molekul, 11 (1), 37-49.
7. Van Doren, M. (2010). Biologi sel kitaran hidup sel kuman. Pendapat semasa dalam biologi sel, 22 (6), 707.
8. Wylie, C. (1999). Sel kuman. Sel, 96 (2), 165-174.