Cigoto: classificação, treinamento, desenvolvimento e segmentação

O zigoto é definido como a célula que resulta da fusão entre dois gametas, um feminino e outro masculino. De acordo com a carga genética, o zigoto é diplóide, o que significa que contém a carga genética completa das espécies em questão. Isso ocorre porque os gametas que se originam contêm metade dos cromossomos da espécie.

É frequentemente conhecido como ovo e, estruturalmente, é constituído por dois pronúcleos, provenientes dos dois gametas que o originaram. Da mesma forma, é cercada pela zona pelúcida, que cumpre uma função tripla: impedir a entrada de qualquer outro espermatozóide, manter as células resultantes das primeiras divisões do zigoto juntas e impedir a implantação até que o zigoto atinja o local. ideal no útero.

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Desenvolvimento do zigoto Fonte: CNX OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

O citoplasma do zigoto, bem como as organelas nele contidas, são de origem materna, uma vez que provêm do óvulo.

Classificação

O zigoto é classificado de acordo com dois critérios: a quantidade de vitello e a organização do vitello.

– Tipos de cygote de acordo com a quantidade de vitello

Dependendo da quantidade de vitello que o zigoto possui, pode ser:

Oligolecito

Em geral, o oligolecito zigoto é aquele que contém muito pouca quantidade de vitello. Da mesma forma, na maioria dos casos, eles são pequenos e o núcleo tem uma posição central.

Um fato curioso é que esse tipo de ovo origina, principalmente, larvas que têm vida livre.

O tipo de animal em que esse tipo de zigoto é apreciado são equinodermes , como ouriços do mar e estrelas do mar; alguns vermes, como minhocas e nematóides; moluscos como caracóis e polvos; e mamíferos como o ser humano.

Mesolecito

Esta é uma palavra composta de duas palavras, “meso”, que significa médio, e “lecito”, que significa vitelo. Portanto, esse tipo de zigoto é aquele que possui uma quantidade moderada de vitello. Da mesma forma, isso está localizado principalmente em um dos pólos do zigoto.

Este tipo de ovo é representativo de alguns vertebrados, como anfíbios , representados por sapos, sapos e salamandras, entre outros.

Polilecito

A palavra polilecito é formada pelas palavras “poli”, que significa muito ou abundante, e “lecito”, que significa vitelo. Nesse sentido, o ziloto polilecito é aquele que contém uma grande quantidade de vitello. Nesse tipo de zigoto, o núcleo está na posição central do vitelo.

O ziloto polilecito é típico de aves , répteis e alguns peixes, como tubarões.

Tipos de zigoto de acordo com a organização vitello

De acordo com a distribuição e organização do vitelo, o zigoto é classificado como:

Isolecite

A palavra isolecite é composta por “iso”, que significa o mesmo, e “lecito”, que significa vitello. De tal maneira que o zigoto do tipo isolado é aquele em que o vitello tem uma distribuição homogênea em todo o espaço disponível.

Esse tipo de zigoto é típico de animais como mamíferos e ouriços do mar.

Telolecitos

Nesse tipo de zigoto, o vitello é abundante e ocupa quase todo o espaço disponível. O citoplasma é bem pequeno e contém o núcleo.

Este zigoto é representativo de espécies de peixes, pássaros e répteis.

Centrolecitos

Como pode ser inferido pelo nome, nesse tipo de ovo o vitello está em uma posição central. Da mesma forma, o núcleo está no centro do vitelo. Este zigoto é caracterizado por ter uma forma oval.

Esse tipo de zigoto é característico dos membros do grupo de artrópodes, como aracnídeos e insetos.

Formação do zigoto

O zigoto é a célula que se forma imediatamente após o processo de fertilização.

Fecundação

A fertilização é o processo pelo qual os gametas feminino e masculino se ligam. Nos seres humanos, o zigoto feminino é conhecido como óvulo e o zigoto masculino é chamado de esperma.

Da mesma forma, a fertilização não é um processo simples e simples, mas é composta por uma série de etapas, cada uma muito importante, a saber:

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Contato e penetração na coroa irradiada

Quando o esperma estabelece o primeiro contato com o óvulo, ele o faz na chamada zona pelúcida. Esse primeiro contato tem uma importância transcendental, pois serve para que cada gameta reconheça o outro, determinando se pertencem à mesma espécie.

Da mesma forma, durante esse estágio, o espermatozóide é capaz de passar através de uma camada de células que circundam o óvulo e que, como um todo, são conhecidas como coroa irradiada.

Para atravessar essa camada de células, o espermatozóide secreta uma substância enzimática chamada hialuronidase que ajuda no processo. Outro elemento que permite que o espermatozóide penetre nessa camada externa do óvulo é o movimento frenético da cauda.

Introdução à zona pelúcida

Depois que o espermatozóide passa pela coroa irradiada, ele enfrenta outro obstáculo para penetrar no óvulo: a área pelúcida. Esta é apenas a camada externa que circunda o óvulo. Consiste principalmente em glicoproteínas.

Quando a cabeça do esperma entra em contato com a zona pelúcida, é desencadeada uma reação conhecida como reação acrômica. Isso consiste na liberação, pelo esperma, de enzimas que, no seu conjunto, são conhecidas como espermolisinas. Essas enzimas são armazenadas em um espaço na cabeça do esperma conhecido como acrossoma.

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Reação acrossômica Fonte: LadyofHats [Domínio público]

As esperioliolinas são enzimas hidrolíticas cuja principal função é a degradação da zona pelúcida, para finalmente penetrar completamente no óvulo.

Quando a reação acrossômica começa, uma série de mudanças estruturais no nível da membrana também é desencadeada no esperma, o que permitirá que você funda sua membrana com a do óvulo.

Fusão de membranas

O próximo passo no processo de fertilização é a fusão das membranas dos dois gametas, isto é, o óvulo e o esperma.

Durante esse processo, ocorrem uma série de transformações no óvulo que permitem a entrada de um espermatozóide e impedem a entrada de todos os outros espermatozóides ao seu redor.

Primeiro, um duto conhecido como cone de fertilização é formado, através do qual as membranas de esperma e óvulo entram em contato direto, que acabam se fundindo.

Simultaneamente, no nível da membrana do óvulo ocorre uma mobilização de íons como cálcio (Ca +2 ), hidrogênio (H + ) e sódio (Na + ), que gera a chamada despolarização da membrana. Isso significa que a polaridade que normalmente possui é invertida.

Da mesma forma, sob a membrana do óvulo existem estruturas chamadas grânulos corticais, que liberam seu conteúdo para o espaço ao redor do óvulo. Com isso, o que é alcançado é impedir a adesão dos espermatozóides ao óvulo, para que eles não possam se aproximar.

Fusão do núcleo do óvulo e esperma

Para que o zigoto se forme finalmente, é necessário unir os núcleos do esperma e do óvulo.

Vale lembrar que os gametas contêm apenas metade do número de cromossomos da espécie.No caso do ser humano, são 23 cromossomos; É por isso que os dois núcleos devem ser fundidos para formar uma célula diplóide, com toda a carga genética da espécie.

Quando o espermatozóide entra no óvulo, o DNA que ele contém é duplicado , assim como o DNA do pronúcleo do óvulo. Em seguida, ambos os pronúcleos estão próximos um do outro.

Imediatamente, as membranas que separam os dois se desintegram e, dessa maneira, os cromossomos que estavam contidos em cada um podem se juntar ao seu homólogo.

Mas isso não termina aqui. Os cromossomos estão localizados no polo equatorial da célula (zigoto) para iniciar a primeira de muitas divisões mitóticas no processo de segmentação.

Desenvolvimento do zigoto

Uma vez formado o zigoto, ele passa por uma série de mudanças e transformações que consistem em uma série sucessiva de mitose que o transforma em uma massa de células diplóides conhecidas como mórula.

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O processo de desenvolvimento que atravessa o zigoto abrange várias etapas: segmentação, blastulação, gastrulação e organogênese. Cada um deles é de importância preponderante, pois desempenha um papel fundamental na formação do novo ser.

-Segmentação

Este é um processo pelo qual o zigoto experimenta um grande número de divisões mitóticas, multiplicando seu número de células. Cada uma das células que são formadas a partir dessas divisões é conhecida como blastômeros.

O processo ocorre da seguinte forma: o zigoto é dividido em duas células, por sua vez, essas duas são divididas em quatro, essas quatro em oito, você tem 16 e, finalmente, 32.

A massa celular compacta que se forma é conhecida como mórula. Esse nome é porque sua aparência é semelhante à de um blackberry.

Agora, dependendo da quantidade e localização do vitello, existem quatro tipos de segmentação: holoblástica (total), que pode ser igual ou desigual; e o meroblástico (parcial), que também pode ser o mesmo ou desigual.

Segmentação holoblástica ou total

Nesse tipo de segmentação, todo o zigoto é segmentado por mitose, resultando em blastômeros. Agora, a segmentação holoblástica pode ser de dois tipos:

  • Segmentação holoblástica igual: neste tipo de segmentação holoblástica, as duas primeiras divisões são longitudinais, enquanto a terceira é equatorial. Por esse motivo, são formados 8 blastômeros iguais. Estes, por sua vez, continuam a se dividir através da mitose para formar a mórula. A segmentação holoblástica é típica dos ovos de isolecyte.
  • Segmentação holoblástica desigual : como em toda segmentação, as duas primeiras divisões são longitudinais, mas a terceira é latitudinal. Esse tipo de segmentação é típico dos ovos de mesolecitos.Nesse sentido, os blastômeros são formados em todo o zigoto, mas não são iguais. Na parte do zigoto em que há uma pequena quantidade de vitello, os blastômeros formados são pequenos e são conhecidos como micrômetros. Pelo contrário, na parte do zigoto que contém vitelo abundante, os blastômeros que se originam são chamados de macrômeros.

Segmentação meroblástica ou parcial

É típico dos zigotos que contêm vitello abundante. Nesse tipo de segmentação, apenas o chamado pólo animal é dividido. O pólo vegetativo não está envolvido na divisão, de modo que uma grande quantidade de vitello é deixada sem segmentação. Da mesma forma, esse tipo de segmentação é classificada como discoidal e superficial.

Segmentação Discoidal Meroblástica

Aqui apenas o pólo animal zigoto experimenta segmentação. O restante disso, que contém vitelo suficiente, não é segmentado. Da mesma forma, é formado um disco de blastômeros que mais tarde dará origem ao embrião. Esse tipo de segmentação é típico dos zigotos dos telolecitos, principalmente em aves e peixes.

Segmentação meroblástica da superfície

Na segmentação meroblástica superficial, o núcleo experimenta várias divisões, mas o citoplasma não. Dessa maneira, são obtidos vários núcleos, que se movem em direção à superfície, distribuídos por toda a cobertura citoplasmática. Posteriormente, aparecem os limites celulares que geram um blastoderme periférico e ao redor do vitelo que não foi segmentado.Esse tipo de segmentação é típico dos artrópodes.

-Blastulação

É o processo que segue a segmentação. Durante esse processo, os blastômeros se unem formando junções celulares muito próximas e compactas. A blástula é formada através da blastulação. Esta é uma estrutura oca em forma de bola com uma cavidade interna conhecida como blastocele.

Estrutura da blástula

Blastoderm

É a camada de células externas que também é chamada de trofoblasto. É de vital importância, pois a partir dela serão formadas a placenta e o cordão umbilical, estruturas importantes através das quais é estabelecida uma troca entre a mãe e o feto.

Consiste em um grande número de células que migraram do interior da mórula para a periferia.

Blastocele

É a cavidade interna do blastocisto . É formado quando os blastômeros migram para as partes externas da mórula para formar o blastoderme.A blastocele é ocupada por um líquido.

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Embrioblasto

É uma massa celular interna, localizada no interior do blastocisto, especificamente em uma de suas extremidades. O próprio embrião se formará a partir do embrioblasto.O embrioblasto, por sua vez, é constituído por:

  • Hipoblastos: camada de células localizadas na parte periférica do saco vitelino primário.
  • Epiblasto: camada de células adjacentes à cavidade amniótica.

Tanto o epiblasto quanto o hipoblasto são estruturas de grande importância, pois a partir delas serão desenvolvidas as chamadas folhas germinativas que, após uma série de transformações, darão origem aos diversos órgãos que compõem o indivíduo.

Gastrulação

Esse é um dos processos mais importantes que ocorrem durante o desenvolvimento embrionário, pois permite a formação das três camadas germinativas: endoderma , mesoderma e ectoderma .

O que acontece durante a gastrulação é que as células epiblastas começam a proliferar até que haja tantas que precisam se mover para outro lado. Para que eles se movam em direção ao hipoblasto, conseguindo até deslocar algumas de suas células. É assim que a chamada linha primitiva é formada.

Imediatamente, ocorre uma invaginação, pela qual as células dessa linha primitiva são introduzidas na direção da blastocele. Assim, forma-se uma cavidade conhecida como arco e flecha, que possui uma abertura, o blastoporo.

É assim que um embrião bilaminar é formado, consistindo em duas camadas: o endoderme e o ectoderma. No entanto, nem todos os seres vivos provêm de um embrião bilaminar, mas existem outros, como os humanos, que provêm de um embrião trilaminar.

Esse embrião trilaminar é formado porque as células archaenteron começam a proliferar e até a localizar-se entre o ectoderma e o endoderme, dando origem a uma terceira camada, o mesoderma.

Endoderm

A partir dessa camada germinativa, forma-se o epitélio dos órgãos do sistema respiratório e digestivo, além de outros órgãos, como o pâncreas e o fígado.

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Órgãos originários do endoderme. Fonte: Endoderm2.png: J.SteinbockMaGa [Domínio público]

Mesoderm

Dá origem a ossos, cartilagens e músculos voluntários ou estriados. Da mesma forma, são formados órgãos do sistema circulatório e outros, como rim, gônada e miocárdio, entre outros.

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Tecidos derivados do mesoderma. Fonte: J.Steinbock [Domínio público]

Ectoderm

É responsável pela formação do sistema nervoso , pele, unhas, glândulas (suor e sebáceo), medula adrenal e glândula pituitária.

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Derivados do ectoderma. Fonte: Ectoderm.png: The catMaGa [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Organogênese

É o processo pelo qual, a partir das camadas germinativas e através de uma série de transformações, todos e cada um dos órgãos que compõem o novo indivíduo se originam.

De um modo geral, o que acontece aqui na organogênese é que as células-tronco que fazem parte das camadas germinativas começam a expressar genes que têm a função de determinar que tipo de célula se originará.

Obviamente, dependendo do nível evolutivo do ser vivo, o processo de organogênese será mais ou menos complexo.

Referências

  1. Carrillo, D., Yaser, L. e Rodríguez, N. (2014). Noções básicas de desenvolvimento embrionário na vaca. Reprodução da vaca: manual didático sobre reprodução, gestação, lactação e bem-estar da fêmea bovina. Universidade de Antioquia. 69-96.
  2. Cruz, R. (1980). Fundamentos genéticos do início da vida humana. Revista chilena de pediatria. 51 (2) 121-124
  3. López, C., García, V., Mijares, J., Domínguez, J., Sánchez, F., Álvarez, I. e García, V. (2013). Gastrulação: processo chave na formação de um novo organismo. Asebir. 18 (1). 29-41
  4. López, N. (2010). O zigoto de nossa espécie é um corpo humano. Pessoa e Bioética. 14 (2). 120-140
  5. Sadler, T. (2001). Embriologia Médica de Langman. Editorial médico pan-americano. 8ª edição.
  6. Ventura, P. e Santos, M. (2011). O início da vida de um novo ser humano a partir da perspectiva biológica científica e suas implicações bioéticas. Pesquisa Biológica 44 (2) 201-207.

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