Полярное тело является небольшой гаплоидной клеткой , которая образуется в то же время , как яйцеклетки во время оогенеза , но , как правило , не обладает способностью быть оплодотворенными .
Когда определенные диплоидные клетки животных подвергаются цитокинезу после мейоза с образованием яйцеклеток, они иногда делятся неравномерно. Большая часть цитоплазмы разделена на одну дочернюю клетку , которая становится яйцеклеткой или яйцеклеткой , в то время как более мелкие полярные тельца получают лишь небольшое количество цитоплазмы. Они часто умирают и распадаются в результате апоптоза , но в некоторых случаях остаются и могут играть важную роль в жизненном цикле организма. [1]
Twinning [ править ]
Двойникование полярных тел - это гипотетическая форма двойникования в мейозе, когда одно или несколько полярных тел не распадаются и оплодотворяются спермой . [2]
В принципе двойникование могло бы произойти, если бы яйцеклетка и полярное тело оплодотворялись отдельными сперматозоидами. Однако, даже если происходит оплодотворение, дальнейшего развития обычно не происходит, потому что зигота, образованная слиянием сперматозоидов и полярного тельца, не будет иметь достаточного количества цитоплазмы или запасенных питательных веществ для питания развивающегося эмбриона.
Впервые о полярных тельцах в 1824 году сообщил Карус у брюхоногих моллюсков, но их роль не была прояснена до работы Бутшли в 1875 году, Жарда в 1876 году и, наконец, Гертвига в 1877 году. Эти структуры часто путали с фрагментами яиц или выделенными массами желтка, но были в конечном итоге названы направленными телами (или Richtungskorper), термин, означающий место, где начинаются подразделения созревания. Общие названия «полоциты» и «полярные тельца» происходят от их полярного положения в яйцах. [1] Полярные тела были охарактеризованы в начале 20 века О. Хертвигом, Т. Бовери и Э.Л. Марком как нефункционирующие яйцеклетки, которые распадались из-за того, что сперматозоиды , за редкими исключениями,не мог удобрять их и вместо этого химически вызвал их растворение.[3]
Полярные тельца служат для устранения одной половины диплоидного набора хромосом, образованного мейотическим делением в яйце, оставляя после себя гаплоидную клетку. Чтобы произвести полярные тельца, клетка должна делиться асимметрично, что подпитывается бороздкой (образованием желоба) около определенной точки на клеточной мембране. Присутствие хромосом вызывает образование актомиозиновой кортикальной крышки, кольцевой структуры миозина II и набора волокон веретена, вращение которых способствует инвагинации на краю клеточной мембраны и отщепляет полярное тельце от ооцита . [4]
Мейотические ошибки могут привести к анеуплоидии полярных тельцов, которая в большинстве случаев приводит к анеуплоидной зиготе. Ошибки могут возникать во время любого из двух мейотических делений, которые производят каждое полярное тело, но они более выражены, если они происходят во время формирования первого полярного тела, потому что образование первого полярного тела влияет на хромосомный состав второго. Например, предварительное разделение (разделение хроматид перед анафазой ) в первом полярном теле может вызвать образование анеуплоидного полярного тела. Следовательно, образование первого полярного тельца является особенно важным фактором в формировании здоровой зиготы . [5]
Однако не гарантируется, что хромосомно-аномальные полярные тельца вызывают развитие аномальной зиготы . Эуплоидных зигота может быть получена , если анеуплоидии взаимны: один полярное тело имеет дополнительную хромосому , а другие не имеет ту же самую хромосому (см также uniparental дисомии ). Если дополнительная хромосома поглощается полярным тельцем, а не передается в ооцит, трисомии можно избежать. Неясно, является ли это случайным событием или на него каким-то образом влияет микросреда. По крайней мере в одном случае эта эуплоидная зигота прослеживалась от развития до рождения здоровым ребенком с нормальным количеством хромосом. [6]
Медицинские приложения [ править ]
Полярная биопсия тела является выборка полярного тела в ооцит . После отбора пробы полярного тельца последующий анализ может быть использован для прогнозирования жизнеспособности и вероятности беременности ооцита, а также будущего здоровья человека, ставшего результатом такой беременности. Последнее использование делает его формой доимплантационного генетического скрининга (PGS). По сравнению с биопсией бластоцисты биопсия полярного тела потенциально может быть дешевле, иметь меньше вредных побочных эффектов и более чувствительна при обнаружении аномалий. [6] Основное преимущество использования полярных телец в ПГД состоит в том, что они не нужны для успешного оплодотворения или нормального эмбрионального развития, что гарантирует отсутствие вредного воздействия на эмбрион.
Одним из недостатков биопсии ПБ является то, что она предоставляет информацию только о материнском вкладе в эмбрион, поэтому случаи аутосомно-доминантных и Х-сцепленных расстройств, передающихся от матери, могут быть диагностированы, а аутосомно-рецессивные расстройства могут быть диагностированы только частично. . Другой недостаток - повышенный риск диагностической ошибки, например, из-за деградации генетического материала или событий рекомбинации, которые приводят к гетерозиготным первым полярным тельцам.
Дополнительные изображения [ править ]
Диаграмма, показывающая уменьшение количества хромосом в процессе созревания яйцеклетки.
Схема, показывающая аналогии в процессе созревания яйцеклетки и развития сперматид.
Процесс оплодотворения яйцеклетки мыши.
Полярное тело, выступающее из анимального полюса ооцита морской звезды
Ссылки [ править ]
- ^ a b Schmerler, S .; GM Wessel (2011). «Полярные тела - больше непонимание, чем неуважение» . Мол. Репрод. Dev . 78 (1): 3–8. DOI : 10.1002 / mrd.21266 . PMC 3164815 . PMID 21268179 .
- ^ Бибер, Франция; Нэнс, МЫ; Morton, CC; Браун, JA; Redwine, FO; Jordan, RL; Моханакумар, Т. (1981). «Генетические исследования акардиального монстра: свидетельства двойникования полярных тел у человека». Наука . 213 (4509): 775–777. DOI : 10.1126 / science.7196086 .
- ↑ Конклин, EG (1915). «Почему полярные тела не развиваются» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 1 (9): 491–6. Полномочный код : 1915PNAS .... 1..491C . DOI : 10.1073 / pnas.1.9.491 . PMC 1090872 . PMID 16576055 .
- ^ Ван, Q .; Racowsky, C .; Дэн М. (2011). «Механизм индуцированной хромосомой экструзии полярных тел в яйцах мышей» . Отделение клеток . 6 : 17. DOI : 10,1186 / 1747-1028-6-17 . PMC 3179692 . PMID 21867530 .
- ^ Geraedts, J .; Collins, J .; Gianaroli, L .; Goossens, V .; Handyside, A .; Харпер, Дж .; Montag, M .; Реппинг, С .; Шмутцлер, А. (2010). «Что дальше для преимплантационного генетического скрининга? Подход полярных тел!» . Репродукция человека (Оксфорд, Англия) . 25 (3): 575–7. DOI : 10.1093 / humrep / dep446 . PMC 2817568 . PMID 20031957 .
- ^ а б Скотт-младший, RT; Treff, NR; Стивенс, Дж .; Forman, EJ; Hong, KH; Кац-Яффе, MG; Скулкрафт, Всемирный банк (2012). «Рождение хромосомно нормального ребенка из ооцита с реципрокными анеуплоидными полярными тельцами» . Журнал вспомогательной репродукции и генетики . 29 (6): 533–7. DOI : 10.1007 / s10815-012-9746-6 . PMC 3370038 . PMID 22460080 .
