Características das células germinativas, formação, tipos, migração

As células germinativas Eles são as células precursoras dos gametas naqueles animais com reprodução sexual. Estes são precursores embrionários que diferem de várias linhagens celulares somáticas (soma = corpo) muito cedo no desenvolvimento da maioria das espécies.

Praticamente, todos os organismos que se reproduzem sexualmente surgem da fusão de duas células gaméticas. Os gametas são células especializadas que carregam metade das informações genéticas do indivíduo que as produz, o pai e a mãe (são células haplóides).

Células -tronco embrionárias humanas na cultura de células. Ryddragyn na Wikipedia inglesa [domínio público]

Todos os gametas produzidos por um animal são formados a partir de uma linha celular especial conhecida como linha germinativa, que são desenvolvidas de acordo com um conjunto complexo de sinais específicos. Essas células representam a principal rota de “transferência” do genoma e dos componentes citosólicos de uma geração para outra.

As células germinativas são responsáveis ​​pelos processos de especiação e evolução, pois são as mudanças que ocorrem nelas que são transmitidas de uma geração para o seguinte. Além disso, essas células são o que mediam a transmissão das doenças hereditárias dos pais para seus filhos, especialmente no ser humano.

[TOC]

Características das células germinativas

As células germinativas são células embrionárias "pluripotentes" ou "totipotentes", ou seja, elas podem ser diferenciadas em quase qualquer tipo de célula nas condições e sinais apropriados. Além disso, eles são células competentes para sua "auto -renovação", pois são responsáveis ​​por sua própria regeneração.

Essas células são as únicas capazes de produzir os gametas, que são as células que podem formar um novo organismo, propriedade que as outras células de um embrião perdem à medida que diferem.

Alguns autores os consideram, então, como as "células -tronco" de uma espécie, pois formam órgãos, mas novos indivíduos. Da mesma forma, essas células são os principais meios pelos quais as espécies evoluem e são veículos para a transmissão de doenças hereditárias, especialmente em humanos.

As células germinativas produzem gametas através de processos conhecidos como meiose e gametogênese (ovogênese e espermatogênese em muitos animais), que são característicos e exclusivos desse grupo de células.

Túbulos seminíferos com esperma maduro. Nephron [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Treinamento

As células germinativas são distinguidas precocemente de outras linhagens celulares somáticas durante o desenvolvimento embrionário.

Como isso acontece em alguns invertebrados?

Drosophila melanogaster Fruit Fly. Tomado e editado de: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

Em muitas espécies, como a mosca de frutas D. Melanogaster, Essas células são formadas a partir de células de Blostula primordiais que "herdaram" um determinante citosólico conhecido como "germoplasma" ou "plasma germinativo", isto é, blastômeros muito particulares.

Este germoplasma contém elementos estruturais e alguns RNAs mensageiros e durante ovogênese e fertilização, isso sofre.

Os blastômeros que têm o "plasma germinativo" são divididos assimetricamente, herdando o germoplasma para uma célula filha solteira. Quando o embrião atinge o estágio Gastrula, a divisão equivalente dessas células começa e a população de células primordiais da linha germinativa se expande.

Como isso acontece no ser humano?

Nos mamíferos como homem, por outro lado, o envolvimento de um "plasma germinativo" não foi relatado durante o processo de formação de células germinativas primordiais, mas sim a especificação dessa linha é determinada pelas interações células-células.

Pode servir a você: células cromafin: características, histologia, funções

As células germinativas primordiais, durante os estágios iniciais da embriogênese, estão localizados em um tipo de compartimento extra tratado e, em humanos, isso ocorre perto da terceira semana de desenvolvimento.

Uma vez que a linha de células primordiais é definida, elas migram para gônadas femininas ou masculinas, onde os processos de ovogênese ou espermatogênese são ativados, respectivamente, respectivamente.

La interacción de las células primordiales con las células somáticas de las gónadas, además de la presencia de los cromosomas sexuales y de otros factores maternos, es la que define la determinación del sexo en la línea germinal, aunque este proceso puede variar considerablemente entre una especie e outra.

Expressão do gene diferencial

Para tomar a "separação" inicial de células somáticas e células germinativas, a primeira coisa que acontece é uma expressão diferencial de genes, porque na linha germinativa os genes característicos das linhas somáticas são reprimidas para iniciar as células germinativas genéticas do "programa".

Durante seu processo de formação, essas células também migram de onde se originam para o local específico onde as gônadas se formarão, que são os tecidos adultos produtores de gametas.

A migração celular também é alcançada através da ativação de toda uma "maquinaria" migratória e de diferentes mecanismos de "guia", que têm a ver com múltiplos fatores genéticos e epigenéticos (que têm a ver com a modificação da sequência de nucleotídeos).

Migração

As células germinativas primordiais, aquelas que dão origem às células germinativas "verdadeiras", são formadas longe de onde se desenvolvem e, para se estabelecer, devem migrar para os locais onde os ovários e os testículos estão localizados, que são a fêmea e gônadas masculinas.

Inicialmente, as células germinativas primordiais são observadas durante a gastração como um aglomerado de células na base dos alantóides, que é uma membrana extraordinária que é formada como uma evaginação do trato digestivo primário do embrião.

Gastulação de um animal diblístico. 1-blastic. 2-Gastrula. Pidalka44 [domínio público]

Nesse estágio, as células primordiais adquirem morfologia polarizada e alguns experimentos mostraram que estendem processos longos à medida que mobilizam.

Posteriormente, estes ficam evidentes no intestino posterior e depois emergem das costas intestinais e migram lateralmente, colonizando as cordilheiras genitais.

À medida que as células primordiais se movem do intestino posterior para o tecido conjuntivo que o rodeia, este último alonga, formando o mesentério intestinal (o tecido que cobre o intestino delgado e o une com a parede abdominal), um processo que ocorre enquanto as células emergem através a parede do intestino.

Mecanismos de controle

A chegada das células precursoras em direção ao tecido gonadal é controlada pelas células somáticas dessas estruturas, que aparentemente exercem um efeito "quimioatracent" no primeiro.

Foi demonstrado experimentalmente que a expressão de um gene conhecido como Fragilis Tem muito a ver com o desenvolvimento da motilidade nas células germinativas primárias.

Pode atendê -lo: citoesqueleto

Este geração.

No entanto, alguns autores consideram que a rota de migração dessas células é controlada no nível ambiental, em vez de ser um processo autônomo.

Em sua passagem em direção às gônadas e uma vez nelas, essas células se multiplicam por mitose, gerando vários clones que conseguem aumentar o número de indivíduos na população celular.

Tipos de células germinativas

Uma vez que as células germinativas primárias atingem seus tecidos finais, elas são desenvolvidas em células germinativas ou em células germinativas masculinas, conforme o caso e os sinais endógenos e exógenos que eles recebem.

As gônadas femininas são os ovários e as gônadas masculinas são os testículos. Uma vez nesses tecidos, as células primordiais se multiplicam em alta velocidade, mas os padrões dessa proliferação mitótica diferem entre elas.

Existem, então, dois tipos de células germinativas conhecidas como ovogonias e espermatogonias.

Células germinativas femininas: ovogonias

Ovogonias. Fonte: Chassot A-A, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, por Rooij DG, et al. [CC por 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)]

Ovogonias são células mitoticamente ativas. Eles são divididos intensamente durante o desenvolvimento embrionário, especificamente do segundo ao quinto mês de gravidez em humanos, que se formaram até mais de 7 milhões dessas células, embora alguns sejam naturalmente degenerados.

Essas células não são divididas por mitose novamente nos estágios pós -natais, mas diferem periodicamente. Durante os últimos estágios do desenvolvimento fetal, no entanto, eles começam a ser divididos pela meiose, um processo que permanece em "prisão" até o início da puberdade.

Células germinativas masculinas: espermatogonias

A proliferação de espermatogonias é um pouco diferente da das oogonias, porque, embora elas comecem a se formar e se multiplique nos testículos embrionários, eles mantêm sua capacidade de dividir ao longo de praticamente toda a vida pós -natal.

Os ductos seminíferos dos testículos são delimitados internamente com espermatogonias germinativas e algumas das populações compostas por essas células são divididas por mitose. No início da puberdade, os grupos de espermatogonia (espermatócitos primários) começam a se dividir pela meiose para treinar espermatócitos secundários que darão origem a espermácidas haplóides.

Mutações

Células germinativas são as "fábricas" onde os "veículos" de transmissão da informação de uma geração para a próxima. Da mesma forma, essas células são de grande importância para processos evolutivos, uma vez que quase qualquer modificação sofrida será impressa na prole.

Podemos dizer que o DNA de todas as células de um organismo é propenso a mutações e, apesar do fato de que as mutações nas células somáticas são importantes no contexto de muitas doenças e outras condições, elas nem sempre se estendem além da vida da vida da vida de o indivíduo porta.

Mutações na linha germinativa, por outro lado, contribuem diretamente para processos genéticos evolutivos, pois essas mudanças podem passar de uma geração para a próxima através de gametas e zigote.

Por esses motivos, mutações nas células germinativas só podem ser visíveis na progênie e isso depende, com muita frequência, homozigose ou heterozigose dos genes afetados em cada parental.

Pode servir a você: cromatina: tipos, características, estrutura, funções

As causas das mutações na linha germinativa são muitas, pois podem ocorrer em resposta a sinais endógenos ou exógenos. Algumas dessas mutações produzem doenças que podem ser herdadas pela linha materna ou pela linha paterna, dependendo do caso.

Tumores em células germinativas

A divisão não controlada das células de quase qualquer tecido no corpo humano, bem como na de outros animais, pode resultar na formação de tumores, que podem ser benignos ou malignos.

Aqueles que surgem de células germinativas geralmente são chamados de neoplasias e podem ser:

- Germinomas

- Teratomas

- Carcinomas embrionários

- Tumores endodérmicos do seio

- Coriocarcinomas

Esses tumores podem ocorrer regularmente nas regiões internas das gônadas, embora também possam estar relacionadas à proliferação ou migração aberrante de células germinativas primordiais, o que implica que elas podem aparecer em diferentes áreas do corpo.

Micrografia eletrônica de uma neoplasia intratubular de células germinativas nos testículos ou "seminoma" (fonte: Nephron [CC BY-SA (https: // criativeMonsonns.Org/licenças/BY-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Os tumores associados à linha celular germinativa primordial são conhecidos como germinomas, enquanto os carcinomas embrionários são aqueles que derivam de células "mãe" embrionária ou células derivadas.

Geralmente, as células germinativas primordiais formadas em locais extragonadais são removidas, mas os teratomas são crescimentos aberrantes de células germinativas extragonadais que conseguiram sobreviver e que são compostas por misturas aleatórias de tecidos diferenciados, como cartilagem, pele, cabelo ou dente.

Os tumores endodérmicos do seio são aqueles que são formados a partir de células derivadas de tecidos extrambionários e são diferenciados, que formam o saco endodérmico vitelino. Se, pelo contrário, o tumor for formado na camada trofoblástica, isso é chamado de coriocarcinoma.

Os tumores das linhas germinativas nos ovários representam cerca de 20% de todos os tumores ovarianos, são correntes em meninas e jovens de até 20 anos e quase sempre sobre teratomas da natureza do mal.

Entre estes, tumores distintos, que são tumores sólidos e carnudos que têm uma cobertura macia, composta de agregados de células de aparência poligonal, com membranas plasmáticas proeminentes e um grande número de grânulos citosólicos.

Referências

1. Carlson, b. M. (2018). E-book de embriologia humana e biologia do desenvolvimento. Ciências da saúde Elsevier.
2. Jennings, m. T., Gelman, r., & Hochberg, f. (1985). Tumores intracranianos de geração de células: história natural e patogênese. Journal of Neurosurgery, 63 (2), 155-167.
3. Kurman, r. J., & Norris, H. J. (1977). Tumores malignos de células germinativas do ovário. Human Pathology, 8 (5), 551-564.
4. Molyneaux, k., & Wylie, C. (2004). Natm Cell Migration Naterm. International Journal of Developmental Biology, 48 (5-6), 537-543.
5. Cabelos, e., Foreboscco, a., & Schlessinger, D. (2011). Formação de células germinativas a partir de células -tronco embônicas e o uso de núcleos celulares somáticos em oócitos. Anais da Academia de Ciências de Nova York, 1221 (1), 18.
6. Richardson, b. E., & Lehmann, r. (2010). Mecanismos orientando a migração celular NATM: estratégias de diferentes organizações. Nature Reviews Biologia Cell Molecular, onze(1), 37-49.
7. Goren, m. (2010). A biologia celular do ciclo de vida das células germinativas. Opinião atual em Biologia Cell, 22 (6), 707.
8. Wylie, c. (1999). Células germinativas. Cell, 96 (2), 165-174.