embriyo -Embryo

Embriyo
Konsepsiyondan 7 hafta sonra embriyo.jpg
Bir erkek insan embriyosu, yedi haftalık
veya dokuz haftalık gebelik yaşı
tanımlayıcılar
TE E1.0.2.6.4.0.5
anatomik terminoloji

Bir embriyo , çok hücreli bir organizmanın gelişiminin erken aşamasıdır . Genel olarak, cinsel olarak üreyen organizmalarda embriyonik gelişim, döllenmeden hemen sonra başlayan ve doku ve organlar gibi vücut yapılarının oluşumuyla devam eden yaşam döngüsünün bir parçasıdır . Her embriyo , gametlerin füzyonundan kaynaklanan tek bir hücre olan bir zigot olarak gelişmeye başlar (yani, bir dişi yumurta hücresi ile bir erkek sperm hücresinin füzyonu olan döllenme süreci ). Embriyonik gelişimin ilk aşamalarında, tek hücreli bir zigot, bir hücre topuna benzeyen bir blastula oluşturmak için bölünme adı verilen birçok hızlı hücre bölünmesinden geçer. Daha sonra, blastula aşamasındaki bir embriyodaki hücreler, gastrulasyon adı verilen bir süreçte kendilerini katmanlar halinde yeniden düzenlemeye başlar . Bu katmanların her biri, gelişen çok hücreli organizmanın sinir sistemi, bağ dokusu ve organlar gibi farklı bölümlerine yol açacaktır .

Yeni gelişen bir insan , genellikle gebe kaldıktan sonraki dokuzuncu haftaya kadar embriyo olarak adlandırılır ve daha sonra fetüs olarak adlandırılır . Diğer çok hücreli organizmalarda, "embriyo" kelimesi, doğumdan veya yumurtadan çıkmadan önceki herhangi bir erken gelişim veya yaşam döngüsü aşaması için daha geniş olarak kullanılabilir .

etimoloji

İlk kez 14. yüzyılın ortalarında İngilizce olarak tasdik edilen embriyon kelimesi, Orta Çağ Latince embriyosundan , kendisi de Yunanca ἔμβρυον ( embruon ), lit. ἔμβρυος ( embruos ) ' nin kısırlaştırılmış hali olan "genç olan" , yaktı. "büyüyen", ἐν ( en ), "in" ve βρύω ( bruō ), "şiş, dolu ol"; Yunanca terimin uygun Latince biçimi embriyo olacaktır .

Gelişim

Hayvan embriyoları

1920'lerde semenderin embriyonik gelişimi
Buruşuk kurbağanın ( Rana rugosa ) embriyoları (ve bir iribaş )

Hayvanlarda döllenme, gametlerin (örneğin yumurta ve sperm) kaynaşmasından kaynaklanan tek bir hücre olan bir zigotun yaratılmasıyla embriyonik gelişim sürecini başlatır. Bir zigotun çok hücreli bir embriyoya gelişimi, genellikle bölünme, blastula, gastrulasyon ve organogenez olarak ayrılan bir dizi tanınabilir aşamadan geçer.

Bölünme, döllenmeden sonra meydana gelen hızlı mitotik hücre bölünmeleri dönemidir. Bölünme sırasında, embriyonun toplam boyutu değişmez, ancak tek tek hücrelerin boyutu, toplam hücre sayısını artırmak için bölündükçe hızla azalır. Bölünme bir blastula ile sonuçlanır.

Türe bağlı olarak, bir blastula evresi embriyo, yumurta sarısının üstünde bir hücre topu veya orta boşluğu çevreleyen içi boş bir hücre küresi olarak görünebilir. Embriyonun hücreleri bölünmeye ve sayıca artmaya devam ederken, hücrelerin içindeki RNA'lar ve proteinler gibi moleküller aktif olarak gen ekspresyonu, hücre kaderi spesifikasyonu ve polarite gibi önemli gelişimsel süreçleri teşvik eder.

Gastrulasyon, embriyonik gelişimin bir sonraki aşamasıdır ve iki veya daha fazla hücre katmanının (germinal katmanlar) gelişimini içerir. İki katman oluşturan hayvanlara ( Cnidaria gibi ) diploblastik denir ve üç katman oluşturanlara ( yassı kurtlardan insanlara kadar diğer hayvanların çoğu) triploblastik denir. Triploblastik hayvanların gastrulasyonu sırasında, oluşan üç germinal tabaka ektoderm , mezoderm ve endoderm olarak adlandırılır . Olgun bir hayvanın tüm dokuları ve organları, kökenlerini bu katmanlardan birine kadar takip edebilir. Örneğin, ektoderm deri epidermisini ve sinir sistemini, mezoderm damar sistemini, kasları, kemiği ve bağ dokularını, endoderm ise sindirim sistemi organlarını ve deri epitelini meydana getirecektir. sindirim sistemi ve solunum sistemi. Embriyonik yapıda birçok görünür değişiklik, farklı germ katmanlarını oluşturan hücreler göç edip daha önce yuvarlak olan embriyonun katlanmasına veya fincan benzeri bir görünüme girmesine neden olduğu için gastrulasyon boyunca meydana gelir.

Geçmişte gastrulasyon, bir embriyo, rahim veya yumurta dışında yaşam için gerekli yapıları oluşturarak olgun çok hücreli bir organizmaya dönüşmeye devam eder. Adından da anlaşılacağı gibi, organogenez, organlar oluştuğunda embriyonik gelişimin aşamasıdır. Organogenez sırasında, moleküler ve hücresel etkileşimler, farklı germ katmanlarından belirli hücre popülasyonlarının organa özgü hücre tiplerine farklılaşmasını sağlar. Örneğin, nörogenezde, ektodermden hücrelerin bir alt popülasyonu diğer hücrelerden ayrılır ve ayrıca beyin, omurilik veya periferik sinirler olmak üzere uzmanlaşır.

Embriyonik dönem türden türe değişir. İnsan gelişiminde, gebe kaldıktan sonraki dokuzuncu haftadan sonra embriyo yerine fetüs terimi kullanılırken, zebra balıklarında, cleithrum adı verilen bir kemik görünür hale geldiğinde embriyonik gelişimin tamamlanmış olduğu kabul edilir . Kuşlar gibi bir yumurtadan çıkan hayvanlarda, genç bir hayvan, yumurtadan çıktıktan sonra tipik olarak artık embriyo olarak adlandırılmaz. Canlı hayvanlarda (yavruları bir ebeveynin vücudunda gelişmek için en azından biraz zaman harcayan hayvanlar) , yavrular genellikle ebeveynin içindeyken embriyo olarak adlandırılır ve doğumdan veya ebeveynden çıktıktan sonra artık bir embriyo olarak kabul edilmez. Bununla birlikte, bir yumurtanın veya ebeveynin içindeyken gerçekleştirilen gelişme ve büyümenin boyutu türden türe önemli ölçüde değişir, öyle ki bir türde yumurtadan çıktıktan veya doğumdan sonra gerçekleşen süreçler diğerinde bu olaylardan çok önce gerçekleşebilir. Bu nedenle, bir ders kitabına göre, bilim adamlarının embriyolojinin kapsamını hayvanların gelişiminin incelenmesi olarak geniş bir şekilde yorumlaması yaygındır.

Bitki embriyoları

Embriyonu gösteren bir Ginkgo tohumunun içi

Çiçekli bitkiler ( anjiyospermler ), haploid bir yumurtanın polen tarafından döllenmesinden sonra embriyolar oluşturur . Ovül ve polenden gelen DNA, bir embriyoya dönüşecek olan diploid, tek hücreli bir zigot oluşturmak için birleşir. Embriyonik gelişim boyunca ilerledikçe birçok kez bölünecek olan zigot, tohumun bir parçasıdır . Diğer tohum bileşenleri , büyüyen bitki embriyosunu desteklemeye yardımcı olacak besinler açısından zengin doku olan endosperm ve koruyucu bir dış kaplama olan tohum kabuğunu içerir. Bir zigotun ilk hücre bölünmesi asimetriktir , bu da bir küçük hücreli (apikal hücre) ve bir büyük hücreli (bazal hücre) bir embriyo ile sonuçlanır. Küçük, apikal hücre sonunda olgun bitkinin gövde, yapraklar ve kökler gibi yapılarının çoğuna yol açacaktır. Daha büyük bazal hücre, besinlerin aralarından geçebilmesi için embriyoyu endosperme bağlayan süspansöre yol açacaktır. Bitki embriyo hücreleri, genel görünümleri ile adlandırılan gelişim aşamaları boyunca bölünmeye ve ilerlemeye devam eder: küresel, kalp ve torpido. Küresel aşamada, üç temel doku tipi (dermal, zemin ve vasküler) tanınabilir. Dermal doku, bir bitkinin epidermisine veya dış kaplamasına yol açacak, zemin dokusu, fotosentez , kaynak depolama ve fiziksel destekte işlev gören iç bitki materyaline yol açacak ve vasküler doku, ksilem gibi bağ dokusuna yol açacaktır. Bitki boyunca sıvı, besin ve mineralleri taşıyan floem . Kalp aşamasında, bir veya iki kotiledon (embriyonik yapraklar) oluşacaktır. Meristemler ( kök hücre aktivitesinin merkezleri) torpido aşaması sırasında gelişir ve sonunda, yaşamı boyunca yetişkin bitkinin olgun dokularının çoğunu üretecektir. Embriyonik büyümenin sonunda, tohum genellikle çimlenene kadar uykuda kalacaktır. Embriyo filizlenmeye (tohumdan çıkmaya) başladığında ve ilk gerçek yaprağını oluşturduğunda, buna fide veya bitkicik denir.

Briyofitler ve eğrelti otları gibi tohum yerine spor üreten bitkiler de embriyo üretir. Bu bitkilerde embriyo , yumurta hücresinin üretildiği bir ebeveyn gametofit üzerinde archegonium'un iç kısmına bağlı olarak varlığına başlar . Archegonium'un iç duvarı, gelişmekte olan embriyonun "ayağı" ile yakın temas halindedir; bu "ayak", ana gametofitinden beslenme alabilen embriyonun tabanındaki soğanlı bir hücre kütlesinden oluşur. Embriyonun geri kalanının yapısı ve gelişimi, bitki grubuna göre değişir.

Tüm kara bitkileri embriyo oluşturduğu için topluca embriyofitler (veya bilimsel adlarıyla Embryophyta) olarak adlandırılırlar. Bu, diğer özelliklerle birlikte, kara bitkilerini, embriyo üretmeyen algler gibi diğer bitki türlerinden ayırır.

Araştırma ve teknoloji

biyolojik süreçler

Kök hücreler , evrim ve gelişme , hücre bölünmesi ve gen ekspresyonu gibi konular hakkında bilgi edinmek için dünya çapındaki biyolojik araştırma laboratuvarlarında çok sayıda bitki ve hayvan türünden embriyolar incelenir . Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'ne layık görülen embriyoları incelerken yapılan bilimsel keşiflerin örnekleri arasında, amfibi embriyolarında orijinal olarak keşfedilen ve sinir dokularına yol açan bir grup hücre olan Spemann-Mangold düzenleyicisi ve keşfedilen vücut bölümlerine yol açan genler sayılabilir. Drosophila'da Christiane Nüsslein-Volhard ve Eric Wieschaus tarafından embriyolar uçuyor .

Yardımcı üreme teknolojisi

Yardımcı üreme teknolojisi (ART) aracılığıyla embriyo oluşturma ve/veya manipüle etme , insanlarda ve diğer hayvanlarda doğurganlık endişelerini gidermek ve tarımsal türlerde seçici üreme için kullanılır. 1987 ve 2015 yılları arasında, in vitro fertilizasyon (IVF) dahil olmak üzere ART teknikleri, yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nde tahmini 1 milyon insan doğumundan sorumluydu. Diğer klinik teknolojiler, IVF'de kullanım için embriyoları seçmeden önce anöploidi gibi bazı ciddi genetik anormallikleri tanımlayabilen preimplantasyon genetik teşhisini (PGD) içerir. Bazıları, hastalığı önlemek için potansiyel bir yol olarak CRISPR-Cas9 aracılığıyla insan embriyolarının genetik olarak düzenlenmesini önerdi (hatta teşebbüs etti - bkz . He Jiankui olayı ) ; ancak bu, bilim camiasında yaygın bir kınama ile karşılandı.

ART teknikleri, istenen özellikler için seçici üremeyi sağlayarak ve/veya yavru sayısını artırarak inek ve domuz gibi tarımsal hayvan türlerinin karlılığını artırmak için de kullanılır. Örneğin, doğal olarak üremelerine izin verildiğinde, inekler tipik olarak yılda bir buzağı üretirken IVF, yavru verimini yılda 9-12 buzağıya çıkarır. Türler arası somatik hücre nükleer transferi (iSCNT) yoluyla klonlama da dahil olmak üzere IVF ve diğer ART teknikleri, Kuzey beyaz gergedanları , çitalar ve mersin balıkları gibi nesli tükenmekte olan veya savunmasız türlerin sayısını artırma girişimlerinde de kullanılır .

Bitki ve hayvan biyoçeşitliliğinin kriyokorunması

Genetik kaynakların kriyokorunması, hayvan veya bitki türlerinden embriyolar, tohumlar veya gametler gibi üreme materyallerinin ileride kullanılmak üzere muhafaza edilmeleri için düşük sıcaklıklarda toplanmasını ve saklanmasını içerir. Bazı büyük ölçekli hayvan türleri kriyo-koruma çalışmaları arasında Birleşik Krallık'taki Donmuş Gemi, Birleşik Arap Emirlikleri'ndeki Nesli Tükenmekte Olan Arap Yaban Hayatı Yetiştirme Merkezi (BCEAW) ve San Diego Hayvanat Bahçesi Enstitüsü de dahil olmak üzere dünyanın çeşitli yerlerindeki " donmuş hayvanat bahçeleri " yer alıyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde koruma. 2018 itibariyle, özellikle kitlesel yok olma veya diğer küresel acil durumlarda, bitki biyoçeşitliliğini depolamak ve korumak için kullanılan yaklaşık 1.700 tohum bankası vardı. Norveç'teki Svalbard Küresel Tohum Kasası , -18 °C'de (0 °F) saklanan bir milyondan fazla numuneyle en büyük bitki üreme dokusu koleksiyonunu barındırmaktadır.

fosilleşmiş embriyolar

Fosilleşmiş hayvan embriyoları Prekambriyen'den bilinmektedir ve Kambriyen döneminde çok sayıda bulunur . Hatta fosilleşmiş dinozor embriyoları bile keşfedildi.

Ayrıca bakınız

notlar

Dış bağlantılar


Öncesinde Hayvan gelişimi
Embriyo
tarafından başarıldı