CIGOTO: CLASSIFICAZIONE, FORMAZIONE, SVILUPPO E SEGMENTAZIONE - BIOLOGIA - 2025

Lo zigote è definito come la cellula che risulta dalla fusione tra due gameti, uno femminile e l'altro maschile. A seconda del carico genetico, lo zigote è diploide, il che significa che contiene il carico genetico completo della specie in questione. Questo perché i gameti che lo originano contengono ciascuno la metà dei cromosomi della specie.

È spesso noto come uovo e strutturalmente è costituito da due pronuclei, che provengono dai due gameti che lo hanno originato. Allo stesso modo, è circondato dalla zona pellucida, che ha una triplice funzione: impedire l'ingresso di altri spermatozoi, tenere insieme le cellule risultanti dalle prime divisioni dello zigote e impedire che si verifichi l'impianto fino a quando lo zigote non raggiunge il sito. ideale in utero.

Sviluppo dello zigote. Fonte: CNX OpenStax

Il citoplasma dello zigote, così come gli organelli in esso contenuti, sono di origine materna, poiché provengono dall'ovulo.

Classificazione

Lo zigote è classificato secondo due criteri: la quantità di tuorlo e l'organizzazione del tuorlo.

-Tipi di zigote in base alla quantità di tuorlo

A seconda della quantità di tuorlo che ha lo zigote, questo può essere:

Oligolecito

In generale, lo zigote oligolecito è quello che contiene pochissimo tuorlo. Allo stesso modo, nella maggior parte dei casi sono di piccole dimensioni e il nucleo ha una posizione centrale.

Un fatto curioso è che questo tipo di uovo origina, principalmente, larve che hanno vita libera.

Il tipo di animali in cui è possibile vedere questo tipo di zigote sono gli echinodermi, come i ricci di mare e le stelle marine; alcuni vermi come platelminti e nematodi; molluschi come lumache e polpi; e mammiferi come gli umani.

Mesolecito

Questa è una parola composta da due parole, "meso" che significa medio e "lecito" che significa tuorlo. Pertanto, questo tipo di zigote è uno che ha una quantità moderata di tuorlo. Allo stesso modo, si trova principalmente in uno dei poli dello zigote.

Questo tipo di uovo è rappresentativo di alcuni vertebrati come gli anfibi, rappresentati da rane, rospi e salamandre, tra gli altri.

Polilecito

La parola polilecito è formata dalle parole “poli”, che significa molto o abbondante, e “lecito”, che significa tuorlo. In questo senso, lo zigote policita è quello che contiene una grande quantità di tuorlo. In questo tipo di zigote, il nucleo è in una posizione centrale del tuorlo.

Lo zigote policita è tipico degli uccelli, dei rettili e di alcuni pesci come gli squali.

Tipi di zigote secondo l'organizzazione del tuorlo

In base alla distribuzione e organizzazione del tuorlo, lo zigote è classificato in:

Isolecito

La parola isolecito è composta da "iso", che significa uguale, e "lecito", che significa tuorlo. In modo tale che lo zigote di tipo isolecita sia quello in cui il tuorlo presenta una distribuzione omogenea in tutto lo spazio disponibile.

Questo tipo di zigote è tipico di animali come mammiferi e ricci di mare.

Telolecitos

In questo tipo di zigote il tuorlo è abbondante e occupa quasi tutto lo spazio disponibile. Il citoplasma è piuttosto piccolo e contiene il nucleo.

Questo zigote è rappresentativo di specie di pesci, uccelli e rettili.

Centrolecitos

Come si evince dal nome, in questo tipo di uovo il tuorlo è in posizione centrale. Allo stesso modo, il nucleo è al centro del tuorlo. Questo zigote è caratterizzato dalla forma ovale.

Questo tipo di zigote è tipico dei membri del gruppo degli artropodi, come gli aracnidi e gli insetti.

Formazione dello zigote

Lo zigote è la cellula che si forma immediatamente dopo il processo di fecondazione.

Fecondazione

La fecondazione è il processo mediante il quale i gameti maschili e femminili si uniscono. Negli esseri umani, lo zigote femminile è noto come ovulo e lo zigote maschio è chiamato sperma.

Allo stesso modo, la fecondazione non è un processo semplice e lineare, ma si compone di una serie di fasi, ognuna molto importante, ovvero:

Contatto e penetrazione della corona irradiata

Quando lo sperma fa il primo contatto con l'ovulo, lo fa nella cosiddetta zona pellucida. Questo primo contatto ha un'importanza trascendentale, poiché serve a ciascun gamete per riconoscere l'altro, determinando se appartengono alla stessa specie.

Allo stesso modo, durante questa fase, lo sperma è in grado di passare attraverso uno strato di cellule che circondano l'ovulo e che nel loro insieme sono note come corona radiata.

Per passare attraverso questo strato di cellule, lo sperma secerne una sostanza enzimatica chiamata ialuronidasi che lo aiuta nel processo. Un altro elemento che permette allo sperma di penetrare in questo strato esterno dell'ovulo è la frenesia della coda.

Introduzione alla zona pellucida

Una volta che lo sperma ha attraversato la corona irradiata, lo sperma incontra un altro ostacolo per penetrare nell'ovulo: la zona pellucida. Questo non è altro che lo strato esterno che circonda l'uovo. È costituito principalmente da glicoproteine.

Quando la testa dello sperma entra in contatto con la zona pellucida, si attiva una reazione nota come reazione acrosomiale. Consiste nel rilascio, da parte dello sperma, di enzimi che insieme sono noti come spermiolisine. Questi enzimi sono immagazzinati in uno spazio nella testa dello sperma noto come acrosoma.

Reazione acrosomica. Fonte: LadyofHats.

Le spermiolisine sono enzimi idrolitici la cui funzione principale è la degradazione della zona pellucida, per penetrare finalmente completamente nell'ovulo.

Quando inizia la reazione acrosomiale, si innescano anche una serie di cambiamenti strutturali nello sperma a livello della sua membrana, che gli consentiranno di fondere la sua membrana con quella dell'ovulo.

Fusione delle membrane

Il passo successivo nel processo di fecondazione è la fusione delle membrane dei due gameti, cioè l'ovulo e lo sperma.

Durante questo processo avvengono nell'ovulo una serie di trasformazioni che permettono l'ingresso di uno sperma e impediscono l'ingresso di tutti gli altri spermatozoi che lo circondano.

In primo luogo si forma un condotto noto come cono di fecondazione, attraverso il quale entrano in contatto diretto le membrane dello sperma e dell'ovulo, che finiscono per fondersi.

Contemporaneamente a questo avviene una mobilizzazione di ioni come calcio (Ca ⁺² ), idrogeno (H ⁺ ) e sodio (Na ⁺ ) a livello della membrana dell'ovulo , che genera la cosiddetta depolarizzazione della membrana. Ciò significa che la polarità che normalmente ha è invertita.

Allo stesso modo, sotto la membrana dell'ovulo ci sono strutture chiamate granuli corticali, che rilasciano il loro contenuto nello spazio che circonda l'ovulo. Con questo, ciò che si ottiene è impedire l'adesione degli spermatozoi all'ovulo, in modo che non possano avvicinarsi.

Fusione dei nuclei dell'uovo e dello sperma

Affinché lo zigote si formi finalmente, è necessario che i nuclei dello sperma e dell'uovo si uniscano.

Vale la pena ricordare che i gameti contengono solo la metà del numero di cromosomi della specie. Nel caso degli esseri umani, sono 23 cromosomi; Ecco perché i due nuclei devono fondersi per formare una cellula diploide, con il completo carico genetico della specie.

Una volta che lo sperma entra nell'uovo, il DNA che contiene viene duplicato, così come il DNA del pronucleo dell'ovulo. Successivamente, entrambi i pronuclei sono uno accanto all'altro.

Immediatamente, le membrane che separano i due si disintegrano e in questo modo i cromosomi che erano contenuti in ognuna possono unirsi alla loro controparte.

Ma tutto non finisce qui. I cromosomi si trovano al polo equatoriale della cellula (zigote) per avviare la prima di molte divisioni mitotiche nel processo di segmentazione.

Sviluppo dello zigote

Una volta formato lo zigote, inizia a subire una serie di modifiche e trasformazioni che consistono in una serie successiva di mitosi che lo trasformano in una massa di cellule diploidi nota come morula.

Il processo di sviluppo che attraversa lo zigote coinvolge diverse fasi: scissione, blastulazione, gastrulazione e organogenesi. Ciascuno di essi riveste un'importanza preponderante, poiché svolgono un ruolo chiave nella formazione del nuovo essere.

-Segmentazione

Questo è un processo mediante il quale lo zigote subisce un gran numero di divisioni mitotiche, moltiplicando il suo numero di cellule. Ciascuna delle cellule che si formano da queste divisioni è nota come blastomeri.

Il processo avviene nel modo seguente: lo zigote si divide in due celle, a loro volta queste due si dividono, originando quattro, queste quattro in otto, queste in 16 e infine queste in 32.

La massa cellulare compatta che si forma è nota come morula. Questo nome è perché il suo aspetto è simile a quello di una mora.

Ora, a seconda della quantità e della posizione del tuorlo, ci sono quattro tipi di segmentazione: oloblastica (totale), che può essere uguale o disuguale; e il meroblastico (parziale), che può anche essere uguale o disuguale.

Segmentazione oloblastica o totale

In questo tipo di segmentazione, l'intero zigote viene segmentato attraverso la mitosi, con conseguente blastomeri. Ora, la segmentazione oloblastica può essere di due tipi:

• Segmentazione oloblastica uguale: in questo tipo di segmentazione oloblastica, le prime due divisioni sono longitudinali, mentre la terza è equatoriale. A causa di ciò, si formano 8 blastomeri uguali. Questi a loro volta continuano a dividersi attraverso la mitosi fino a formare la morula. La segmentazione oloblastica è tipica delle uova isolecite.
• Segmentazione oloblastica irregolare : come in tutte le segmentazione, le prime due divisioni sono longitudinali, ma la terza è latitudinale. Questo tipo di segmentazione è tipico delle uova mesolecite. In questo senso, i blastomeri si formano in tutto lo zigote, ma non sono gli stessi. Nella parte dello zigote dove c'è poca quantità di tuorlo, i blastomeri che si formano sono piccoli e sono noti come micromeri. Al contrario, nella parte dello zigote che contiene abbondante tuorlo, i blastomeri che si originano sono chiamati macromeri.

Segmentazione meroblastica o parziale

È tipico degli zigoti che contengono abbondante tuorlo. In questo tipo di segmentazione, solo il cosiddetto polo animale è diviso. Il polo vegetativo non è coinvolto nella divisione, quindi una grande quantità di tuorlo rimane non segmentata. Allo stesso modo, questo tipo di segmentazione è classificato come discoidale e superficiale.

Segmentazione meroblastica discoidale

Qui solo il polo animale dello zigote sperimenta la segmentazione. Il resto di questo, che contiene molto tuorlo, non è segmentato. Allo stesso modo, si forma un disco di blastomeri che successivamente darà origine all'embrione. Questo tipo di segmentazione è tipico degli zigoti teleciti, specialmente negli uccelli e nei pesci.

Segmentazione meroblastica superficiale

Nella scissione meroblastica superficiale, il nucleo subisce varie divisioni, ma il citoplasma no. In questo modo si ottengono diversi nuclei, che si muovono verso la superficie, distribuendosi attraverso la copertura del citoplasma. Successivamente compaiono i confini cellulari che generano un blastoderma che è periferico e che circonda il tuorlo non segmentato. Questo tipo di segmentazione è tipico degli artropodi.

-Blastulation

È il processo che segue la segmentazione. Durante questo processo, i blastomeri si legano tra loro formando giunzioni cellulari molto strette e compatte. Attraverso la blastulazione si forma la blastula. Questa è una struttura cava a forma di palla con una cavità interna nota come blastocele.

Struttura della blastula

blastoderma

È lo strato cellulare esterno che è anche chiamato trofoblasto. È di vitale importanza perché da essa si formeranno la placenta e il cordone ombelicale, strutture importanti attraverso le quali si stabilisce uno scambio tra la madre e il feto.

È costituito da un gran numero di cellule che sono migrate dall'interno della morula alla periferia.

blastocele

È la cavità interna della blastocisti . Si forma quando i blastomeri migrano verso le parti esterne della morula per formare il blastoderma. Il blastocele è occupato da un fluido.

embrioblasto

È una massa cellulare interna, che si trova all'interno della blastocisti, in particolare a una delle sue estremità. Dall'embrione si formerà l'embrione stesso. L'embryoblast a sua volta è composto da:

• Ipoblasto: strato di cellule che si trovano nella parte periferica del sacco vitellino primario.
• Epiblast: strato di cellule adiacenti alla cavità amniotica.

Sia l'epiblasto che l'ipoblasto sono strutture estremamente importanti, poiché da esse si svilupperanno le cosiddette foglie germinali che, dopo una serie di trasformazioni, daranno origine ai vari organi che compongono l'individuo.

gastrulation

Questo è uno dei processi più importanti che avvengono durante lo sviluppo embrionale, poiché consente la formazione dei tre strati germinali: endoderma, mesoderma ed ectoderma.

Ciò che accade durante la gastrulazione è che le cellule epiblastiche iniziano a proliferare fino a quando non sono così tante che devono spostarti dall'altra parte. In modo tale da spostarsi verso l'ipoblasto, riuscendo anche a spostare alcune delle sue cellule. È così che si forma la cosiddetta linea primitiva.

Immediatamente, si verifica un'invaginazione, attraverso la quale le cellule di questa linea primitiva vengono introdotte nella direzione del blastocele. In questo modo si forma una cavità nota come archenteron, che presenta un'apertura, il blastopore.

È così che si forma un embrione bilaminare, composto da due strati: l'endoderma e l'ectoderma. Tuttavia, non tutti gli esseri viventi provengono da un embrione bilaminare, ma ce ne sono altri, come gli umani, che provengono da un embrione trilaminare.

Questo embrione trilaminare si forma perché le cellule dell'archenteron iniziano a proliferare e si trovano anche tra l'ectoderma e l'endoderma, dando origine a un terzo strato, il mesoderma.

endoderma

Da questo strato germinale si forma l'epitelio degli organi dell'apparato respiratorio e digerente, così come altri organi come il pancreas e il fegato.

Organi che hanno origine dall'endoderma. Fonte: Endoderm2.png: J.SteinbockMaGa

mesoderma

Dà origine a ossa, cartilagine e muscoli volontari o striati. Allo stesso modo, da esso, si formano organi del sistema circolatorio e altri come il rene, le gonadi e il miocardio, tra gli altri.

Tessuti derivati ​​dal mesoderma. Fonte: J.Steinbock

ectoderma

È responsabile della formazione del sistema nervoso, della pelle, delle unghie, delle ghiandole (sudoripare e sebacee), del midollo surrenale e dell'ipofisi.

Derivati ​​dell'ectoderma. Fonte: Ectoderm.png: The catMaGa

organogenesi

È il processo attraverso il quale, dagli strati germinali e attraverso una serie di trasformazioni, hanno origine tutti gli organi che comporranno il nuovo individuo.

In generale, ciò che accade qui nell'organogenesi è che le cellule staminali che fanno parte degli strati germinali iniziano a esprimere geni la cui funzione è quella di determinare quale tipo di cellula avrà origine.

Naturalmente, a seconda del livello evolutivo dell'essere vivente, il processo di organogenesi sarà più o meno complesso.

Riferimenti

1. Carrillo, D., Yaser, L. e Rodríguez, N. (2014). Concetti di base dello sviluppo embrionale nella vacca. Riproduzione della vacca: Manuale didattico sulla riproduzione, gravidanza, allattamento e benessere della bovina femmina. Università di Antioquia. 69-96.
2. Cruz, R. (1980). Fondamenti genetici dell'inizio della vita umana. Giornale cileno di pediatria. 51 (2). 121-124
3. López, C., García, V., Mijares, J., Domínguez, J., Sánchez, F., Álvarez, I. e García, V. (2013). Gastrulazione: processo chiave nella formazione di un nuovo organismo. ASEBIR. 18 (1). 29-41
4. López, N. (2010). Lo zigote della nostra specie è il corpo umano. Persona e bioetica. 14 (2). 120-140.
5. Sadler, T. (2001). Embriologia medica di Langman. Editoriale Médica Panamericana. 8a edizione.
6. Ventura, P. e Santos, M. (2011). L'inizio della vita di un nuovo essere umano dal punto di vista biologico scientifico e le sue implicazioni bioetiche. Ricerca biologica. 44 (2). 201-207.