OOGENESE: FASEN, KENMERKEN BIJ DIEREN EN PLANTEN - BIOLOGIE - 2026

De oögenese of gameet is het ontwikkelingsproces van de vrouwelijke gameet bij dieren en bloeiende planten (een "volwassen ei" komt voor bij dieren en een "megagametofito" bij planten). Deze gebeurtenis vindt plaats zodra vrouwelijke individuen volwassen zijn en dus hun voortplantingscyclus beginnen.

Bij vrouwen begint oögenese in de prenatale periode, waar de oögonia zich vermenigvuldigt door mitotische delingen. De aldus geproduceerde oögonia vergroten om de primaire eicellen te vormen vóór de geboorte van de foetus en ten slotte is het bij de puberteit bij vrouwen dat volwassen eicellen zich ontwikkelen.

Oogeneseproces bij mensen en andere dieren (Bron: Henry Vandyke Carter via Wikimedia Commons)

De ontwikkeling van primaire oöcyten wordt gereguleerd door twee hormonen van de hypofyse: follikelstimulerend en luteïniserend, en deze worden op hun beurt gereguleerd door gonadotropine-afgevend hormoon dat wordt uitgescheiden in de hypothalamus.

In de meeste gevallen, wanneer het ei niet wordt bevrucht, wordt het uit het lichaam verwijderd door bloeding uit het vrouwelijke geslachtsorgaan van dieren. Deze gebeurtenis wordt onder andere "menstruatie", menstruatiecyclus of warmte genoemd.

In bloeiende planten of angiospermen ontwikkelen de megagametofyt (vrouwelijke gameet) en de microgametofyt (mannelijke gameet) zich niet alleen in dezelfde plant, maar ook in dezelfde structuur, wat een bloem is met biseksuele kenmerken.

De meeldraden van een bloem produceren de microgametofyt, terwijl de vruchtbladen de megagametofyt produceren. Sommige planten hebben echter alleen bloemen met meeldraden en andere bloemen alleen met vruchtbladen, en deze soorten staan ​​bekend als eenhuizig.

In planten omvat vrouwelijke gametogenese twee hoofdprocessen die bekend staan ​​als megasporogenese en megagametogenese, die respectievelijk te maken hebben met de vorming van de megaspore in de nucela en met de ontwikkeling van de megaspore om een ​​megagametofyt te worden.

Oogenese bij dieren

Oogenese zelf is de productie van eitjes en komt voor in de eierstokken van vrouwelijke zoogdierdieren. Een deel van de eierstokken wordt gevormd door de eierstokfollikels, aangezien de primordia van de eitjes hieraan versmelten totdat ze volwassen worden.

Wanneer juveniele vrouwelijke zoogdieren de puberteit bereiken, komen de eierstokken in een actieve fase die wordt gekenmerkt door de groei en cyclische rijping van kleine groepen follikels.

Het algemene is dat in elke cyclus een enkele primaire follikel volledig volwassen is en de eicel wordt vrijgegeven van de eierstok naar de baarmoeder. Er wordt geteld dat van de 400 duizend eicellen die een vrouw bij de geboorte presenteert, er slechts 400 rijpen tijdens de vruchtbare periode.

Dit rijpingsproces van de primaire follikels tot het einde van de rijpe eicel staat bekend als "folliculogenese", en omvat verschillende stappen van deling en differentiatie voor de folliculaire cellen voordat ze in een rijpe eicel veranderen.

Gametogenese vindt continu plaats bij vrouwelijke zoogdieren tot de permanente beëindiging van de menstruatiecyclus, een periode die bij mensen bekend staat als "menopauze".

Wetenschappers schatten dat de ideale leeftijd voor menselijke voortplanting tussen de 20 en 35 jaar ligt, aangezien in deze periode de eitjes volledig levensvatbaar worden en de kans op chromosomale afwijkingen in een embryo toeneemt naarmate vrouwen groter worden. ze worden oud.

- Kenmerken

- Vrouwelijke eieren worden gevormd tijdens de embryonale ontwikkeling, nieuwe eiprimordia ontstaan ​​niet na de geboorte.

- De rijpe eicel wordt losgemaakt van de eierstok en gaat naar de baarmoeder, waar hij wordt gehandhaafd tot bevruchting door een mannelijke gameet.

Elektronenmicrofoto van een eicel, de vrouwelijke gameet (Bron: TheBloxter446 via Wikimedia Commons)

- Aan het einde van elke vruchtbaarheidscyclus worden de eitjes die niet bevrucht zijn, weggegooid en verdreven door middel van bloeding, bekend als “menstruatie”.

- Alle stappen van oögenese vinden plaats in de eierstokken.

- Tijdens vrouwelijke gametogenese worden drie poollichamen gecreëerd die niet levensvatbaar of vruchtbaar zijn.

- In het eerste meiotische proces wordt het celcytosol niet gelijk verdeeld, een van de resulterende cellen blijft achter met het grootste deel van het cytoplasmatische volume en de andere zijn aanzienlijk kleiner.

- Fasen

Prenatale ontwikkeling

Tijdens de vroege stadia van de ontwikkeling van het vrouwelijke embryo vermenigvuldigen cellen die bekend staan ​​als oögonia zich door mitose. De oögonia, het product van het mitotische proces, groeit in omvang om vóór de geboorte de primaire eicellen te vormen.

Tijdens de ontwikkeling van primaire eicellen vormen de omliggende bindweefselcellen een enkele laag van platte folliculaire cellen. De primaire eicel die door deze laag cellen wordt omsloten, vormt een primordiale follikel.

In de puberteit wordt de primaire eicel groter, veranderen de folliculaire epitheelcellen in een kubische en later kolomvormige vorm en door hun fusie ontstaat een primaire follikel.

De primaire eicel is omgeven door een omhulsel van een amorf, acellulair, glycoproteïnerijk materiaal dat bekend staat als de "zona pellucida". Deze heeft een maasvorm met veel “fenestraties”.

Primaire eicellen beginnen te delen door meiose vóór de geboorte van de foetus. De profase wordt echter pas voltooid als het individu de puberteit bereikt.

Postnatale ontwikkeling

Nadat de puberteit is begonnen, vindt de ovulatie elke maand plaats. Dit betekent dat de afgifte van een eicel plaatsvindt van de ovariële follikel naar de baarmoeder.

De primaire eicellen die in de profase van de eerste meiotische cyclus werden gesuspendeerd, worden tijdens deze periode geactiveerd en naarmate de follikel rijpt, voltooit de primaire eicel de eerste meiotische deling om een ​​secundaire eicel en een eerste polair lichaam te doen ontstaan.

Bij deze eerste meiose is de cytoplasmatische deling ongelijk, de resulterende secundaire eicel ontvangt bijna het hele cytoplasma van de cel, terwijl het polaire lichaam heel weinig cytoplasma ontvangt.

Tijdens de eisprong begint de kern van de secundaire eicel de tweede meiotische deling tot metafase, waar de celdeling stopt. Als op dat moment een sperma de secundaire eicel binnengaat, is de tweede meiotische deling voltooid.

Na deze tweede meiotische deling wordt weer een cel gevormd met een hoog cytoplasmatisch gehalte (de bevruchte secundaire eicel) en een andere kleinere cel, die het tweede poollichaam vertegenwoordigt, die uiteindelijk degenereert. De rijping van de eicel eindigt met de degeneratie van de twee poollichamen als gevolg van deling.

Oogenese in planten

In bloeiende planten vindt de synthese van megagametofyten plaats in de bloem, in een structuur die de eierstok wordt genoemd. De eierstokken bevinden zich in de vruchtbladen, elke carpel bestaat uit een eierstok, een stijl en een stigma.

De set vruchtbladen van een bloem wordt "gynoecium" genoemd en deze kunnen worden verenigd of gescheiden in de bloem, afhankelijk van de soort.

In de eierstokken kunnen een of meerdere eitjes worden gevonden. De vorm, het aantal vruchtbladen en het aantal eitjes en hun rangschikking variëren met de soort, zozeer zelfs dat deze kenmerken worden gebruikt als taxonomische karakters voor classificatie.

In planten is elke zaadknop een zeer complexe structuur, hij bestaat uit een voet, een funiculus genaamd, die de hele nucela binnenin houdt. De nucela is op zijn beurt omgeven door een of twee lagen die integumenten worden genoemd (het aantal integumenten varieert afhankelijk van de soort).

De integumenten ontmoeten elkaar aan het ene uiteinde en laten een kleine opening achter die een micropyle wordt genoemd. De micropyle is de ruimte waar de pollenbuis doorheen gaat om de eicel te bevruchten.

In de nucela vindt het syntheseproces van megagametofyten plaats.

De megagametofyt wordt ook wel een embryozak genoemd, omdat het embryo zich erin ontwikkelt zodra de bevruchting plaatsvindt.

- Kenmerken

- De ovocell of vrouwelijke gameet in planten bestaat uit acht verschillende cellen, waarvan er 7 de embryozak vormen en één de ovocell, de oösfeer of de vrouwelijke gameet zelf.

- De eierstok in de meeste planten bevat meerdere eitjes, die tijdens dezelfde bevruchting kunnen worden bevrucht.

- De eitjes kunnen "zelfbestoven" zijn, dat wil zeggen dat het stuifmeel van dezelfde bloem waarin de zaadknop en helmknoppen worden aangetroffen, de eitjes in de vruchtwortel kan bevruchten.

- Binnen de eicellen zijn er twee polaire kernen die samensmelten om het endosperm te creëren, de stof waarmee het embryo zich voedt tijdens de eerste stadia van zijn ontwikkeling.

- De megaspore deelt zich driemaal mitotisch, waarbij een embryozak met 8 kernen ontstaat.

- Er zijn cellen die zijn gehuisvest aan de uiteinden van de nucela, deze staan ​​bekend als de synergisten en antipoden.

- Fasen

In principe ontwikkelt zich een enkele vrouwelijke gameet of megasporocyt in de nucela. Binnen deze structuur ondergaat een diploïde stamcel van megasporocyten meiose (meiose I) en vormt vier haploïde cellen, megaspores genaamd.

De vier megaspores zijn lineair gerangschikt. In theorie is de megasporogenese op dit punt voltooid; drie van de megaspores vallen uiteindelijk uiteen en slechts één overleeft om te rijpen en te transformeren in de megagametofyt.

Bij de meeste bloeiende planten begint de zich ontwikkelende megagametofyt zich echter te voeden met de nucela en deelt hij zich mitotisch (mitose I), wat resulteert in twee nieuwe nuclei.

Elk van de twee nieuwe kernen splitst zich mitotisch nogmaals (mitose II) om vier nieuwe kernen te doen ontstaan. Uiteindelijk delen de resulterende vier kernen zich weer door mitose (mitose III), waarbij ze acht kernen vormen.

De acht kernen zijn verdeeld in twee groepen van vier kernen, de ene bevindt zich aan het einde van de micropyle en de andere bevindt zich aan de andere kant. Een kern van elke groep van de vier migreert naar het centrum van de megagametofyt, waardoor de polaire kernen ontstaan.

De drie overgebleven cellen aan het micropillaire uiteinde zijn de synergisten en die aan het andere uiteinde zijn de antipoden. De synergiden maken deel uit van het bemestingsproces zodra de bloem is bestoven.

De volledige structuur van de volwassen vrouwelijke gameet wordt de embryozak genoemd en wordt gebouwd door de centrale tweekernige cel en de zes kernen die de synergetische en antipodecellen vormen.

Referenties

1. Desai, N., Ludgin, J., Sharma, R., Anirudh, RK, en Agarwal, A. (2017). Vrouwelijke en mannelijke gametogenese. In Clinical reproductive medicine and chirurgie (pp. 19-45). Springer, Cham.
2. Evans, HM, & Swezy, O. (1932). Ovogenese en de normale folliculaire cyclus bij volwassen zoogdieren. Californië en westerse geneeskunde, 36 (1), 60.
3. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Plantkunde Classificatie, structuur en reproductie.
4. Moore, KL, Persaud, TVN en Torchia, MG (2018). The Developing Human-E-Book: Clinically Oriented Embryology. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
5. Raven, PH, Evert, RF en Eichhorn, SE (2005). Biologie van planten. Macmillan.
6. Wang, JH, Li, Y., Deng, SL, Liu, YX, Lian, ZX en Yu, K. (2019). Recente onderzoeksvooruitgang in mitose tijdens de gametogenese van zoogdieren. Cellen, 8 (6), 567.