H46 EMBRYONALE ONTWIKKELING
§1 : DE EERSTE SPL ITSIN GEN VAN EMB RYO N AL E O N TW IK K EL IN G
Embryonale ontwikkeling heeft bij veel diersoorten een
gemeenschappelijk stadia waarmee het begint: de
bevruchting, hierbij smelten de spermacel en de eicel
samen. Deze bevruchting wordt opgevolgd door de
eerste splitsingen ook wel ‘cleavage delingen’
genoemd, deze vormen de morula (klompje cellen
binnen de zona pellucida). Op deze delingen gaan we
later in, we beginnen even met de bevruchting. Om te
bestuderen hoe de bevruchting verloopt, worden
modelorganismen gebruikt. Deze soorten organisme
zijn hiervoor gekozen, omdat ze erg eenvoudig zijn om
te bestuderen. Bij dit onderwerp wordt er gekozen
voor het modelorganismen; de zee-egel. De bevruchting komt vrij veel overeen met die
van de mens, op een paar processen na.
Bij bevruchting wordt er kortom een diploïde zygote gevormd uit een haploïde zaadcel en
eicel.
In de afbeelding hiernaast kun je de bevruchting zien bij een zee-egel. Dit begint als het
kopje van de zaadcel in contact komt met de eicel zijn geleiachtige buitenkant, Corona
radiata genoemd.
Hierbij laat de spermacel d.m.v. exocytose Acrosomen vrij. Dit zijn enzymen die dit gelei
weghalen door hydrolyse.
Wanneer de gelei aan de buitenkant van de eicel helemaal weg is, groeien er uit het
kopje van de spermacel actine filamenten die zich binden aan de receptoren van de eicel.
Dit is erg van belang bij zee-egels om te bevestigen dat de spermacel
daadwerkelijk van een zee-egel is, gezien dit natuurlijk in de zee is
vrijgelaten. Waarna er een corticale reactie optreedt. Hierbij fuseren de
spermacel en de eicel membranen samen. Bij mensen zorgen de stofjes
die in blaasjes in het eicel zijn opgeslagen, de corticale granulen, dat de
zona pellucida zich gaat ontwikkelen. Dit is een soort van
envelop/membraan om de eicel die ervoor zorgt dat er geen tweede
spermacel binnen kan dringen, polyspermie genaamd. Dit membraan groeit dan
vervolgens heel erg. Dit wordt slowblock genoemd. Naast de slowblock, worden de
receptoren op het membraan ook afgeknipt en laten deze los.
Bij zee-egels wordt polyspermie voorkomen door een snelle depolarisatie van het
, eicelmembraan.
Bevruchting brengt met zich mee dat aan het begin van de embryonale ontwikkeling de
eicel wordt ‘geactiveerd’. Hierbij komen de metabolische reacties sneller op gang. Dingen
als cellulaire ademhaling en eiwitsynthese versnellen erg nadat de spermacel de eicel is
binnengedrongen. Kort daarna smelten de kernen samen en beginnen de eerste cycli van
DNA-synthese en celdelingen. Hierbij is dus een diploïde cel gevormd en hierna praat je
over een zygote. Na de eerste deling is het eind van de bevruchtingsfase gevormd.
In de volgende fase van embryonale ontwikkeling komen de splitsingen tot stand. Dit is
van belang om meer DNA te produceren om vervolgens genoeg mRNA te hebben voor
eiwitsynthese. Deze splitsingen zijn erg snel en hebben daardoor ook een verkorte
celcyclus (celbiologie H12). Ze slaan namelijk een soort van de G1 en G2 fasen over en er
is dus minder sprake van celgroei. In plaats daarvan, wordt het cytoplasma verdeelt over
veel kleinere cellen die blastomeren worden genoemd. De eerste 5 tot 7 delingen vormen
een soort holle bal van cellen, de blastocyste/blastula. Deze blastula omgeeft een holte
die met vloeistof is gevuld, deze holte wordt de blastocoel genoemd. Aan het ene
uiteinde van de blastocystholte is een groep cellen gegroepeerd die de binnenste
celmassa/’ inner cell mass’ wordt genoemd. Deze cellen vormen het uiteindelijke embryo
en dit is de bron van de embryonale stamcellen. De buitenste rand aan cellen van de
blastocyste heet de trofoblast. Enzymen die tijdens de innesteling door de
trofoblast worden uitgescheiden, breken moleculen van de
baarmoederwand af, waardoor de blastocyste kan binnendringen
en innestelen. Vervolgens strekt de trofoblast als het ware
vingervormige uitsteeksels uit die ervoor zorgen dat haarvaten in
het endometrium bloed uitstoten dat kan worden opgevangen door
trofoblastweefsels. Rond de tijd dat het embryo innestelt, gaat het
embryo zelf ook door veranderingen. De binnenste celmassa van de
blastocyste vormt een platte schijf met een binnenlaag van cellen, dit wordt
de epiblast genoemd. Ook wordt er een buitenlaag gevormd die de hypoblast heet. Het
embryo ontwikkelt zich bijna alleen uit epiblastcellen. Na de innesteling blijft de trofoblast
zich uitbreiden naar het endometrium/baarmoederwand en verschijnen er vier nieuwe
membranen. Hoewel deze
extra-embryonale membranen voortkomen uit het embryo, omsluiten ze gespecialiseerde
structuren die zich buiten het embryo bevinden. Als de innesteling is voltooid, begint de
gastrulatie.
§2 : MO RF O GEN ESE
Bij morfogenese wordt het embryo zo ontwikkeld dat het zijn uiteindelijke vormen gaat
ontwikkelen. Dit vindt plaats in de laatste twee stadia van embryonale ontwikkeling. Dit
wordt gedaan door gastrulatie en organogenese. Bij
gastrulatie herschikt de een cellagige blastula zich tot een
meercellige laag die de gastrula wordt genoemd. De cel
nemen nieuwe posities in en vormen nu verschillende lagen
die de embryonale kiembladen heten. Het buitenste kiemblad
is het ectoderm. De binnenste is het endoderm en het
mesoderm is de binnenste laag.
Deze kiembladen vormen en splitsen zich uiteindelijk allemaal in
bepaalde functies:
- Het endoderme kiemblad wordt het spijsverteringskanaal, de
lever, longen en de alvleesklier.
- Het ectoderme kiemblad wordt de huid, het zenuwstelsel, zorgen
voor de nagels, voor het haar en de tanden en kaken.
