Domanda:
Cosa scatena la meiosi nelle cellule gonadiche?
LanceLafontaine
2012-01-08 08:15:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Quali specifici processi biochimici sono coinvolti nell'indurre la meiosi piuttosto che la mitosi? Perché le cellule gonadiche sono le uniche cellule del corpo umano che subiscono la meiosi?

Tre risposte:
#1
+8
kasia
2012-01-09 01:39:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

In definitiva, sembra che l'ormone follicolo-stimolante (FSH), rilasciato dalla ghiandola pituitaria, possa essere il segnale diretto per gli spermatociti di entrare nella meiosi [1]. Vale la pena notare, tuttavia, che questi risultati provengono da studi in vitro , in cui gli spermatociti sono stati co-coltivati ​​con tutti i tipi cellulari di tubuli seminiferi in un mezzo artificiale, il che lo rende un'approssimazione piuttosto grossolana di in vivo : imitare il ciclo spermatogeno completo in vitro resta da fare [2].

È un po 'più complicato con gli ovociti. Cominciano la meiosi durante lo sviluppo prenatale, vengono arrestati nella fase diplotenica della prima divisione meiotica, quindi un'ondata di ormone luteinizzante (LH), appena prima dell'ovulazione, li fa riprendere. Ma vengono nuovamente arrestati nell'ultima fase e solo dopo il concepimento finiscono la meiosi. Si ritiene che la pausa che si verifica nello sviluppo prenatale sia indotta da una sorta di "arrestatore" secreto dalle cellule nell'ambiente degli ovociti (in particolare, le cellule della granulosa murale) e sostenuto da alti livelli di cAMP, che sono prodotti in risposta sia a fattori intrinseci che estrinseci. stimoli. [3]

Un'altra questione, e piuttosto interessante, è la questione del tempismo: la meiosi inizia in un momento distinto dello sviluppo di un mammifero maschio, e poi continua continuamente, ma l'oogenesi dei mammiferi è una serie di inizi e fermate. Maggiori informazioni su questo possono essere trovate in [3] e [4].


[1] Tesarik, J., Guido, M., Mendoza, C. & Greco, E. Spermatogenesi umana in vitro: rispettivi effetti dell'ormone follicolo-stimolante e del testosterone su meiosi, spermiogenesi e apoptosi delle cellule di Sertoli. J. Clin. Endocrinol. Metab. 83, 4467–4473 (1998). PMID: 9851795. Accesso gratuito.

[2] Sousa, M., Cremades, N., Alves, C., Silva, J. & Barros, A. Potenziale di sviluppo delle cellule spermatogeniche umane co-coltivato con cellule di Sertoli. Ronzio. Reprod. 17, 161–172 (2002). PMID: 11756382. Accesso gratuito.

[3] Zhang, M. & Xia, G. Controllo ormonale della meiosi degli ovociti dei mammiferi allo stadio diplotene. Cellula. Mol. Life Sci. Epub prima della stampa. (2011). PMID: 22045555.

[4] Albertini, D.F. & Carabatsos, M.J. Aspetti comparativi del controllo del ciclo cellulare meiotico nei mammiferi. J. Mol. Med. 76, 795–799 (1998). PMID: 9846949.

#2
+8
KAM
2012-01-08 21:22:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Quali specifici processi biochimici sono coinvolti nell'indurre la meiosi piuttosto che la mitosi?

È una domanda difficile perché ogni passo nello sviluppo di una cellula germinale è in definitiva necessario per il finale differenziazione, che include una divisione meiotica. La meiosi richiede molte componenti specializzate per accoppiare e separare gli omologhi, per indurre e risolvere la ricombinazione, ecc. Ciò che dà inizio a tutto è ancora in gran parte sconosciuto. Ci sono molti mutanti che arrestano il processo, ma questi sono necessari lungo il percorso, quindi danneggiare il percorso alla fine ne impedisce il progresso. Almeno uno studio è stato in grado di avviare il programma di meiosi nel lievito:

L'induzione della meiosi in Saccharomyces cerevisiae dipende dalla conversione del repressore trascrizionale Ume6 in un regolatore positivo mediante la sua associazione regolata con il attivatore trascrizionale Ime1. I Rubin-Bejerano, S Mandel, K Robzyk e Y Kassir

Fondamentalmente, hanno attivato un fattore di trascrizione, che ha attivato un'intera suite di geni a valle necessari per la meiosi. In sostanza, hanno attivato la "via della meiosi". Tieni presente che questo è lievito, quindi non ha cellule germinali separate, ma probabilmente il concetto è lo stesso.

Perché le cellule gonadiche sono le uniche cellule del corpo umano che subiscono la meiosi?

Tutte le altre celle sono diploidi. Solo nelle cellule germinali l'organismo induce divisioni riduttive (per produrre gameti aploidi per la fusione finale nello zigote della generazione successiva). La creazione di cellule somatiche aploidi rivelerebbe mutazioni letali recessive e le cellule morirebbero. Nello sperma e negli ovuli, che non esprimono alcun gene fino a dopo la fecondazione e la cariogamia, questo non è un problema.

#3
+4
jp89
2012-01-08 08:40:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Cominciamo rispondendo prima alla seconda parte della tua domanda. Posso farti una domanda simile come "Perché le cellule parietali secernono HCl?" o "Perché le cellule muscolari scheletriche sono multinucleate?". Il motivo per cui le cellule del nostro corpo svolgono funzioni diverse e subiscono processi diversi, pur avendo lo stesso DNA, può essere dovuto a una moltitudine di fattori. Eccone alcuni fuori dalla testa:

  1. Espressione genica differenziale
  2. Splicing alternativo
  3. Regolazione dell'espressione genica a livello di mRNA (silenziamento)
  4. Inattivazione cromosomica (come visto in XX femmine)
  5. Interazioni cellula-cellula
  6. Fattori ambientali che influenzano tutto quanto sopra

Ora per rispondere a quale sia il meccanismo specifico in cui le cellule gonadiche subiscono la meiosi:

Per prima cosa, la modifica dell'istone (e quindi l'espressione genica differenziale) è stata implicata nella regolazione della spermatogenesi. Puoi leggere a riguardo in questo articolo: Song N, Liu J, An S, Nishino T, Hishikawa Y, Koji T . 2011. Analisi immunoistochimica delle modificazioni dell'istone H3 nelle cellule germinali durante la spermatogenesi del topo. Acta histochemica et cytochemica 44: 183–90.

A prima vista, non ho trovato nulla sull'oogenesi; si aggiornerà se vedo qualcosa.

Questo studio mostra solo che le modificazioni della cromatina sono parte della meiosi, non che siano causali. Del resto, questo studio non mostra nemmeno che siano necessari, solo che accadono.
@jp89: Il collegamento nella tua risposta si è interrotto, l'ho sostituito con un riferimento tramite DOI, che dovrebbe essere più robusto. Per favore, controlla che sia la stessa carta a cui hai fatto riferimento originariamente (poiché il collegamento è interrotto non posso esserne sicuro).


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
Loading...