الخلايا الجرثومية: الخصائص والتكوين والأنواع والهجرة - مادة الاحياء - 2026

و الخلايا الجرثومية هي خلايا السلائف الأمشاج في الحيوانات مع التكاثر الجنسي. إنها سلائف جنينية تفرق بين سلالات الخلايا الجسدية المتعددة (سوما = الجسم) في وقت مبكر جدًا من تطور معظم الأنواع.

تقريبًا ، تنشأ جميع الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا من اندماج خليتين مشيجيتين. الجاميطات هي خلايا متخصصة تحمل نصف المعلومات الجينية للفرد الذي ينتجها ، الأب والأم (خلايا أحادية العدد).

الخلايا الجذعية الجنينية البشرية في زراعة الخلايا. Ryddragyn في ويكيبيديا الإنجليزية

تتشكل جميع الأمشاج التي ينتجها حيوان من خط خاص من الخلايا يعرف باسم الخط الجرثومي ، والذي يتطور وفقًا لمجموعة معقدة من الإشارات المحددة. تمثل هذه الخلايا مسار "النقل" الرئيسي للجينوم ومكونات العصارة الخلوية من جيل إلى آخر.

الخلايا الجرثومية هي المسؤولة عن عمليات الانتواع والتطور ، حيث أن التغييرات التي تحدث في هذه هي التي تنتقل من جيل إلى آخر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه الخلايا هي التي تتوسط في انتقال الأمراض الوراثية من الآباء إلى أطفالهم ، وخاصة في البشر.

خصائص الخلايا الجرثومية

الخلايا الجرثومية هي خلايا جنينية "متعددة القدرات" أو "كاملة القدرة" ، أي أنها يمكن أن تتمايز إلى أي نوع من الخلايا تقريبًا في ظل الظروف والإشارات المناسبة. علاوة على ذلك ، فهي خلايا مؤهلة لـ "التجديد الذاتي" ، حيث إنها مسؤولة عن تجديد نفسها.

هذه الخلايا هي الوحيدة القادرة على إنتاج الأمشاج ، وهي الخلايا التي يمكنها تكوين كائن حي جديد ، وهي خاصية تفقدها الخلايا الأخرى للجنين عند تمايزها.

يعتبرها بعض المؤلفين ، إذن ، "الخلايا الجذعية" للأنواع ، لأنها لا تشكل أعضاءً بل أفرادًا جددًا. وبالمثل ، فإن هذه الخلايا هي الوسيلة الرئيسية التي تتطور من خلالها الأنواع وهي المركبات لنقل الأمراض الوراثية ، وخاصة في البشر.

تنتج الخلايا الجرثومية الأمشاج من خلال عمليات تعرف باسم الانقسام الاختزالي وتكوين الأمشاج (تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية في العديد من الحيوانات) ، والتي تعتبر مميزة وفريدة من نوعها لهذه المجموعة من الخلايا.

الأنابيب المنوية ذات الحيوانات المنوية الناضجة. نفرون

تدريب

يتم تمييز الخلايا الجرثومية مبكرًا عن سلالات الخلايا الجسدية الأخرى أثناء التطور الجنيني.

كيف يحدث ذلك في بعض اللافقاريات؟

ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة melanogaster. مأخوذة وتحرير من: سانجاي أشاريا

في العديد من الأنواع ، مثل ذبابة الفاكهة D. melanogaster ، تتشكل هذه الخلايا من الخلايا البدائية في الأريمة التي "ورثت" محددًا عصاريًا معروفًا باسم "البلازما الجرثومية" أو "البلازما الجرثومية" ، المتفجرات خاصة جدا.

يحتوي البلازما الجرثومية المذكورة على عناصر هيكلية وبعض الحمض النووي الريبي المرسال وخلال عملية التكوُّن والتخصيب ، يخضع لحركات خلوية مختلفة ، لتشكيل مجموعات من الخلايا البدائية في مرحلة الأريمة ، والتي ستؤدي إلى ظهور خلايا جرثومية بدائية.

تنقسم البلاستوميرات التي تحتوي على "البلازما الجرثومية" بشكل غير متماثل ، وترث البلازما الجرثومية إلى خلية ابنة واحدة. عندما يصل الجنين إلى مرحلة المعيدة ، يبدأ الانقسام المكافئ لهذه الخلايا ويتسع عدد الخلايا البدائية في الخط الجرثومي.

كيف يحدث ذلك عند البشر؟

من ناحية أخرى ، في الثدييات مثل الإنسان ، لم يتم الإبلاغ عن تورط "البلازما الجرثومية" أثناء عملية تكوين الخلايا الجرثومية البدائية ، ولكن يتم تحديد مواصفات هذا الخط من خلال تفاعلات الخلية الخلوية.

توجد الخلايا الجرثومية البدائية ، خلال المراحل المبكرة من التطور الجنيني ، في نوع من الحيز الجنيني الإضافي ، وفي البشر ، يحدث هذا في حوالي الأسبوع الثالث من التطور.

بمجرد تحديد خط الخلايا البدائية ، فإنها تهاجر نحو الغدد التناسلية الأنثوية أو الذكرية ، حيث يتم تنشيط عمليات تكوين البويضات أو تكوين الحيوانات المنوية ، على التوالي.

إن تفاعل الخلايا البدائية مع الخلايا الجسدية للغدد التناسلية ، بالإضافة إلى وجود الكروموسومات الجنسية وعوامل أمومية أخرى ، هو ما يحدد تحديد الجنس في الخط الجرثومي ، على الرغم من أن هذه العملية يمكن أن تختلف بشكل كبير بين الأنواع وآخر.

التعبير الجيني التفاضلي

لكي يحدث "الفصل" الأولي للخلايا الجسدية والخلايا الجرثومية ، فإن أول شيء يحدث هو التعبير التفاضلي للجينات ، حيث يتم كبح الجينات المميزة للخطوط الجسدية في الخط الجرثومي من أجل بدء "البرنامج" علم وراثة الخلايا الجرثومية.

أثناء عملية تكوينها ، تهاجر هذه الخلايا أيضًا من مكان نشأتها إلى المكان المحدد الذي تتشكل فيه الغدد التناسلية ، وهو الأنسجة المنتجة للأمشاج عند البالغين.

يتم تحقيق هجرة الخلايا أيضًا من خلال تنشيط "آلية" مهاجرة كاملة وآليات "توجيهية" مختلفة ، والتي لها علاقة بالعوامل الوراثية والجينية المتعددة (والتي لا علاقة لها بتعديل تسلسل النيوكليوتيدات).

الهجرة

الخلايا الجرثومية البدائية ، تلك التي تؤدي إلى تكوين الخلايا الجرثومية "الحقيقية" ، تتشكل بعيدًا عن المكان الذي تتطور فيه ، ولكي تثبت نفسها ، يجب أن تهاجر إلى المواقع التي يوجد بها المبيضان والخصيتان ، وهما الغدد التناسلية الأنثوية والذكور..

تُرى الخلايا الجرثومية البدائية مبدئيًا أثناء عملية المعدة على أنها مجموعة من الخلايا في قاعدة السقاء ، وهو غشاء جنيني إضافي يتشكل كتدفق خارجي من الجهاز الهضمي الأساسي للجنين.

مَذْقَةُ حَيْوَانٍ دِبْلاَسِي. 1-بلاستولا. 2-جاسترولا. بيدالكا 44

في هذه المرحلة ، تكتسب الخلايا البدائية مورفولوجيا مستقطبة وقد أظهرت بعض التجارب أنها تطول عمليات طويلة أثناء تعبئتها.

في وقت لاحق ، تصبح هذه واضحة في المعى الخلفي ثم تخرج من ظهر الأمعاء وتهاجر بشكل جانبي ، مستعمرة التلال التناسلية.

عندما تنتقل الخلايا البدائية من المعى الخلفي إلى النسيج الضام المحيط ، فإن الأخير يطول ، مكونًا المساريق المعوية (النسيج الذي يبطن الأمعاء الدقيقة ويربطها بجدار البطن) ، وهي عملية تحدث أثناء تظهر الخلايا من خلال جدار الأمعاء.

آليات التحكم

يتم التحكم في وصول الخلايا السليفة إلى نسيج الغدد التناسلية بواسطة الخلايا الجسدية لهذه الهياكل ، والتي يبدو أنها تمارس تأثير "الجذب الكيميائي" على الأولى.

تم إثبات أن التعبير عن الجين المعروف باسم الهشاشة له علاقة كبيرة بتطور الحركة في الخلايا الجرثومية البدائية.

يشارك هذا الجين في عمليات التصاق الخلية الخلوية وفي التحكم في دورة الخلية ، لذلك يُشتبه في أن تنظيم عمليات الالتصاق يمكن أن يكون حاسمًا لبدء عملية الهجرة.

ومع ذلك ، يعتبر بعض المؤلفين أن مسار هجرة هذه الخلايا يتم التحكم فيه على المستوى البيئي ، بدلاً من أن يكون عملية مستقلة.

في طريقهم إلى الغدد التناسلية وبمجرد دخولهم إليها ، تتكاثر هذه الخلايا عن طريق الانقسام الفتيلي ، مما ينتج عنه استنساخ متعدد قادر على زيادة عدد الأفراد في مجموعة الخلايا.

أنواع الخلايا الجرثومية

بمجرد أن تصل الخلايا الجرثومية البدائية إلى أنسجتها النهائية ، فإنها تتطور إلى خلايا جرثومية أنثوية أو خلايا جرثومية ذكورية ، حسب الحالة والإشارات الداخلية والخارجية التي تتلقاها.

الغدد التناسلية الأنثوية هي المبيض والغدد التناسلية الذكرية هي الخصيتان. بمجرد دخول هذه الأنسجة ، تتكاثر الخلايا البدائية بسرعة ، لكن أنماط هذا التكاثر الانقسامي تختلف بين الاثنين.

هناك ، إذن ، نوعان من الخلايا الجرثومية يعرفان باسم الأوجونيا والحيوانات المنوية.

الخلايا التناسلية الأنثوية: أووجونيا

اوجونيا. المصدر: Chassot AA و Gregoire EP و Lavery R و Taketo MM و de Rooij DG et al.

Oogonia هي خلايا نشطة الانقسام. تنقسم بشكل مكثف أثناء التطور الجنيني ، وتحديداً من الشهر الثاني إلى الشهر الخامس من الحمل عند الإنسان ، وبالتالي تشكل ما يصل إلى أكثر من 7 ملايين من هذه الخلايا ، على الرغم من أن بعضها يتحلل بشكل طبيعي.

لا تنقسم هذه الخلايا عن طريق الانقسام الفتيلي مرة أخرى في مراحل ما بعد الولادة ، ولكن بدلاً من ذلك تتمايز بشكل دوري. ومع ذلك ، خلال المراحل الأخيرة من نمو الجنين ، يبدأون في الانقسام عن طريق الانقسام الاختزالي ، وهي عملية تظل في "القبض" حتى بداية البلوغ.

الخلايا التناسلية الذكرية: الحيوانات المنوية

يختلف تكاثر الحيوانات المنوية إلى حد ما عن انتشار oogonia ، لأنه على الرغم من حقيقة أن هذه تبدأ في التكوين والتكاثر في الخصيتين الجنينية ، إلا أنها تحافظ على قدرتها على الانقسام طوال فترة ما بعد الولادة تقريبًا.

يتم تحديد القنوات المنوية للخصيتين داخليًا بواسطة الحيوانات المنوية النابتة ، وينقسم بعض السكان المكونين من هذه الخلايا عن طريق الانقسام. في بداية سن البلوغ ، تبدأ مجموعات الحيوانات المنوية (الخلايا المنوية الأولية) في الانقسام عن طريق الانقسام الاختزالي لتشكيل الخلايا المنوية الثانوية التي ستؤدي إلى ظهور أحادي الصيغة الصبغية.

الطفرات

الخلايا الجرثومية هي "المصانع" حيث يتم إنتاج "المركبات" لنقل المعلومات من جيل إلى جيل. وبالمثل ، فإن هذه الخلايا لها أهمية كبيرة في العمليات التطورية ، لأن أي تعديل يخضع له تقريبًا سيُطبع على النسل.

يمكننا القول أن الحمض النووي لجميع الخلايا في الكائن الحي عرضة للطفرات وعلى الرغم من أن الطفرات في الخلايا الجسدية مهمة في سياق العديد من الأمراض والحالات الأخرى ، إلا أنها لا تمتد دائمًا إلى ما بعد عمر الكائن الحي. الفرد الذي يحملها.

من ناحية أخرى ، تساهم طفرات السلالة الجرثومية بشكل مباشر في العمليات الجينية التطورية ، حيث يمكن أن تنتقل هذه التغييرات من جيل إلى آخر من خلال الأمشاج واللقاحات.

لهذه الأسباب ، يمكن أن تكون طفرات الخلايا الجرثومية مرئية فقط في النسل وهذا يعتمد ، في كثير من الأحيان ، على تماثل الزيجوت أو تغاير الزيجوت في الجينات المصابة في كل والد.

تتعدد أسباب طفرات السلالة الجرثومية ، حيث يمكن أن تحدث استجابةً لإشارات داخلية أو خارجية. تنتج بعض هذه الطفرات أمراضًا يمكن أن تُورث من خلال خط الأم أو عبر خط الأب ، حسب الحالة.

أورام الخلايا الجرثومية

يمكن أن يؤدي الانقسام غير المنضبط للخلايا في أي نسيج في جسم الإنسان تقريبًا ، وكذلك في الحيوانات الأخرى ، إلى تكوين أورام يمكن أن تكون حميدة أو خبيثة.

عادة ما تسمى تلك التي تنشأ من الخلايا الجرثومية بالأورام ويمكن أن تكون:

- الأورام الجرثومية

- التراتومة

- السرطانات الجنينية

- أورام الجيوب الأنفية الباطنية

- سرطان المشيمة

يمكن أن تحدث هذه الأورام بانتظام في المناطق الداخلية من الغدد التناسلية ، على الرغم من أنها قد تكون مرتبطة أيضًا بتكاثر الخلايا الجرثومية البدائية أو الهجرة الشاذة ، مما يعني أنها يمكن أن تظهر في مناطق مختلفة من الجسم.

صورة مجهرية إلكترونية لأورام الخلايا الجرثومية داخل الأنبوب في الخصيتين أو "الورم المنوي" (المصدر: نفرون عبر ويكيميديا ​​كومنز)

تُعرف الأورام المرتبطة بخط الخلايا الجرثومية البدائية باسم الأورام الجرثومية ، في حين أن الأورام السرطانية الجنينية هي تلك التي تُشتق من الخلايا الجذعية الجنينية أو الخلايا المشتقة.

عادةً ما يتم التخلص من الخلايا الجرثومية البدائية التي تتشكل في مواقع خارج الأطوار ، ولكن التراتومة هي نمو شاذ للخلايا الجرثومية خارج الأطوار التي تمكنت من البقاء على قيد الحياة وتتكون من خليط عشوائي من الأنسجة المتمايزة مثل الغضاريف أو الجلد أو الشعر أو الأسنان.

أورام الجيوب الأنفية للأديم الباطن هي تلك التي تتكون من خلايا مشتقة من أنسجة خارج المضغة والتي تكون متمايزة ، والتي تشكل الكيس المحي للأديم الباطن. على العكس من ذلك ، إذا تشكل الورم في طبقة الأرومة الغاذية ، فإنه يطلق عليه سرطان المشيمة.

تمثل أورام السلالة الجرثومية في المبيض حوالي 20٪ من جميع أورام المبيض ، وهي شائعة عند الفتيات والشباب حتى سن 20 عامًا تقريبًا ، وتكون دائمًا عبارة عن ورم مسخي ذي طبيعة خبيثة.

من بينها ، تم تمييز أورام عسر الجراثيم ، وهي أورام صلبة ولحمية لها غطاء ناعم ، وتتكون من تكتلات من الخلايا ذات المظهر متعدد الأضلاع ، مع أغشية بلازما بارزة وعدد كبير من حبيبات العصارة الخلوية.

المراجع

1. كارلسون ، بي إم (2018). كتاب إلكتروني لعلم الأجنة وعلم الأحياء التنموي. العلوم الصحية Elsevier.
2. جينينغز ، إم تي ، جيلمان ، آر ، وهوتشبيرج ، إف (1985). أورام الخلايا الجرثومية داخل الجمجمة: التاريخ الطبيعي والتسبب في المرض. مجلة جراحة المخ والأعصاب، 63 (2) ، 155-167.
3. كورمان ، RJ ، ونوريس ، HJ (1977). أورام الخلايا الجرثومية الخبيثة في المبيض. علم الأمراض البشرية، 8 (5) ، 551-564.
4. Molyneaux ، K. ، & Wylie ، C. (2004). هجرة الخلايا الجرثومية البدائية. المجلة الدولية لعلم الأحياء التنموي ، 48 (5-6) ، 537-543.
5. بيلوسي ، إي ، فورابوسكو ، إيه ، وشليسينجر ، د. (2011). تكوين الخلايا الجرثومية من الخلايا الجذعية الجنينية واستخدام نوى الخلايا الجسدية في البويضات. حوليات أكاديمية نيويورك للعلوم ، 1221 (1) ، 18.
6. ريتشاردسون ، بي ، وليمان ، ر. (2010). الآليات التي توجه هجرة الخلايا الجرثومية البدائية: استراتيجيات من كائنات مختلفة. مراجعات الطبيعة بيولوجيا الخلية الجزيئية، 11 (1) ، 37-49.
7. فان دورين ، م. (2010). بيولوجيا الخلية في دورة حياة الخلية الجرثومية. الرأي الحالي في بيولوجيا الخلية ، 22 (6) ، 707.
8. ويلي ، سي (1999). خلايا جرثومية. الخلية، 96 (2) ، 165-174.