Frage:
Was löst Meiose in Gonadenzellen aus?
LanceLafontaine
2012-01-08 08:15:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Welche spezifischen biochemischen Prozesse sind eher an der Induktion von Meiose als von Mitose beteiligt? Warum sind Gonadenzellen die einzigen Zellen im menschlichen Körper, die eine Meiose erleiden?

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

Letztendlich scheint das aus der Hypophyse freigesetzte follikelstimulierende Hormon (FSH) das direkte Signal für Spermatozyten zu sein, in die Meiose einzutreten [1]. Es ist jedoch erwähnenswert, dass diese Ergebnisse aus in vitro -Studien stammen, in denen Spermatozyten zusammen mit allen Zelltypen von Samenkanälchen in einem künstlichen Medium kultiviert wurden, was es zu einer ziemlich groben Annäherung an in vivo Bedingungen: Die Nachahmung des gesamten spermatogenen Zyklus in vitro muss noch durchgeführt werden [2].

Bei Eizellen ist dies etwas komplizierter. Sie beginnen während der pränatalen Entwicklung mit der Meiose, werden im Diplotenstadium der ersten meiotischen Teilung angehalten, und kurz vor dem Eisprung werden sie durch einen Anstieg des luteinisierenden Hormons (LH) wieder aufgenommen. Aber sie werden in der letzten Phase erneut verhaftet und beenden erst nach der Empfängnis die Meiose. Es wird angenommen, dass die Pause, die bei der pränatalen Entwicklung auftritt, durch eine Art "Ableiter" induziert wird, der von Zellen in der Eizellenumgebung (insbesondere Wandgranulosazellen) sekretiert und von hohen cAMP-Spiegeln aufrechterhalten wird, die als Reaktion sowohl auf intrinsische als auch auf extrinsische Werte erzeugt werden Reize. [3]

Eine andere und recht interessante Frage ist das Timing: Die Meiose beginnt in einem bestimmten Moment der Entwicklung eines männlichen Säugetiers und setzt sich dann kontinuierlich fort, aber die Oogenese von Säugetieren ist eine Reihe von Starts und stoppt. Mehr dazu finden Sie in [3] und [4].


[1] Tesarik, J., Guido, M., Mendoza, C. & Greco, E. Humane Spermatogenese in vitro: jeweilige Auswirkungen von follikelstimulierendem Hormon und Testosteron auf Meiose, Spermiogenese und Sertoli-Zellapoptose. J. Clin. Endocrinol. Metab. 83, 4467–4473 (1998). PMID: 9851795. Freier Zugang.

[2] Sousa, M., Cremades, N., Alves, C., Silva, J. & Barros, A. Entwicklungspotential menschlicher spermatogener Zellen zusammen mit Sertoli-Zellen kultiviert. Summen. Reprod. 17, 161–172 (2002). PMID: 11756382. Freier Zugriff.

[3] Zhang, M. & Xia, G. Hormonelle Kontrolle der Meiose von Eizellen bei Säugetieren im Diplotenstadium. Zelle. Mol. Life Sci. Epub vor Druck. (2011). PMID: 22045555.

[4] Albertini, D.F. & Carabatsos, M. J. Vergleichende Aspekte der meiotischen Zellzykluskontrolle bei Säugetieren. J. Mol. Med. 76, 795–799 (1998). PMID: 9846949.

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

Welche spezifischen biochemischen Prozesse sind eher an der Auslösung von Meiose als an Mitose beteiligt?

Es ist eine schwierige Frage, da letztendlich jeder Schritt in der Entwicklung einer Keimzelle für das Finale notwendig ist Differenzierung, die eine meiotische Teilung beinhaltet. Meiose erfordert viele spezialisierte Komponenten, um Homologe zu paaren und zu trennen, um Rekombination zu induzieren und aufzulösen usw. Was alles beginnt, ist noch weitgehend unbekannt. Es gibt viele Mutanten, die den Prozess stoppen, aber diese sind auf dem Weg erforderlich, sodass eine Beschädigung des Pfades letztendlich den Fortschritt verhindert. Mindestens eine Studie konnte das Programm der Meiose in Hefe initiieren:

Die Induktion der Meiose in Saccharomyces cerevisiae hängt von der Umwandlung des Transkriptionsrepressors Ume6 in einen positiven Regulator durch seine regulierte Assoziation mit dem ab Transkriptionsaktivator Ime1. I Rubin-Bejerano, S. Mandel, K. Robzyk und Y. Kassir

Grundsätzlich schalteten sie einen Transkriptionsfaktor ein, der eine ganze Reihe von nachgeschalteten Genen aktivierte, die für die Meiose notwendig sind. Im Wesentlichen schalteten sie den "Meiose-Weg" ein. Denken Sie daran, dass dies Hefe ist, also keine separaten Keimzellen hat, aber das Konzept ist wahrscheinlich dasselbe.

Warum sind Gonadenzellen die einzigen Zellen im menschlichen Körper, die einer Meiose unterliegen?

Alle anderen Zellen sind diploid. Nur in Keimzellen induziert der Organismus eine reduktive Teilung (um haploide Gameten für die endgültige Fusion in der Zygote der nächsten Generation herzustellen). Die Bildung von haploiden somatischen Zellen würde rezessive letale Mutationen aufdecken und Zellen würden sterben. Bei Spermien und Eiern, die erst nach Befruchtung und Karyogamie Gene exprimieren, ist dies kein Problem.

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

Beantworten wir zunächst den zweiten Teil Ihrer Frage. Ich kann Ihnen eine ähnliche Frage stellen wie "Warum scheiden Belegzellen HCl aus?" oder "Warum sind Skelettmuskelzellen mehrkernig?". Der Grund, warum die Zellen in unserem Körper trotz derselben DNA unterschiedliche Funktionen erfüllen und unterschiedliche Prozesse durchlaufen, kann auf eine Vielzahl von Faktoren zurückzuführen sein. Hier sind einige aus meinem Kopf:

  1. Differenzielle Genexpression
  2. Alternatives Spleißen
  3. Regulation der Genexpression auf mRNA-Ebene (Silencing)
  4. Chromosomeninaktivierung (wie bei XX Frauen)
  5. Zell-Zell-Wechselwirkungen
  6. Umweltfaktoren, die alle oben genannten Faktoren beeinflussen
  7. Um nun zu beantworten, welchen spezifischen Mechanismus Gonadenzellen einer Meiose unterliegen:

    Zum einen wurde die Histonmodifikation (und damit die differentielle Genexpression) in die Regulation der Spermatogenese einbezogen. Sie können darüber in diesem Artikel lesen: Lied N, Liu J, An S, Nishino T, Hishikawa Y, Koji T . 2011. Immunhistochemische Analyse von Histon-H3-Modifikationen in Keimzellen während der Mausspermatogenese. Acta histochemica et cytochemica 44: 183–90.

    Auf den ersten Blick fand ich nichts zur Oogenese; wird aktualisiert, wenn ich etwas sehe.

Diese Studie zeigt wirklich nur, dass Chromatinmodifikationen Teil der Meiose sind, nicht dass sie kausal sind. Im Übrigen zeigt diese Studie nicht einmal, dass sie notwendig sind, nur dass sie passieren.
@jp89: Der Link in Ihrer Antwort wurde unterbrochen. Ich habe ihn durch eine Referenz über DOI ersetzt, die robuster sein sollte. Bitte überprüfen Sie, ob es sich um dasselbe Papier handelt, auf das Sie ursprünglich verwiesen haben (da der Link defekt ist, kann ich nicht sicher sein).


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...