Livscykler hos djur och stamceller
Källor
Wikipedia
Biologi2
NE
Google bilder
Grundläggande begrepp
Blastocyst: en tidig embryonal struktur som bildas efter befruktningen och celldelning.
Totipotent: kapaciteten hos en cell att utvecklas till alla celltyper, inklusive en helt ny individ. Den befruktade äggcellen är exempel på en totipotent stamcell, vilket innebär att fram till 8-cellstadiet hos människan har cellerna fortfarande denna egenskap.
Morula: en tidig utvecklingsfas bestående av en mjuk klump av celler.
Oocyte: en kvinnlig könscell, mer specifikt ett omoget ägg.
Sperm: en manlig könscell.
Exempel på stamcellstyper
Pluripotent: celler som kan ge upphov till nästan alla celltyper i kroppen, men inte en hela individ.
Inner Mass Cells: cellerna i blastocysten som framför allt kommer att utvecklas till embryot.
Circulatory System: blodkärl och relaterade strukturer.
Nervous System: strukturer som omfattar hjärnan och ryggmärgen.
Human Fetus: det utvecklande mänskliga embryot efter de första veckorna.
Immune System: kroppens försvarssystem mot infektioner.
Unipotent: celler som kan utvecklas till en enda celltyp.
Djurens utveckling
Historia och teorier
Preformation: en teori som föreslår att den vuxna organismen redan är färdigbildad i miniatyr i äggcellen.
Epigenes: en teori som hävdar att embryots utveckling är resultatet av interaktion mellan cellens innehåll och dess omgivning.
Begrepp
Ontogeni: individens utveckling från ägg till vuxen.
Embryo: de tidigaste stadierna av utveckling, innan ben och armar blivit synliga.
Foster: stadier före kläckning hos groddjur och insekter.
Larv: ungdomsstadium hos insekter och groddjur.
Metamorfos: förändringsprocessen från larv till könsmogen organism.
Fylogeni: arternas utveckling genom evolutionen.
Ontogenin
Relation till fylogeni
Ontogenin, den individuella utvecklingen av ett djur, upprepar förändringar som har skett inom arten under evolutionen. Detta kallas "ontogenin upprepar fylogenin", vilket innebär att vissa former av embryonalutveckling speglar evolutionära stadier. Till exempel utvecklades gälarna hos fiskar i ontogenin till hörselben hos landlevande djur.
Ontogenins fyra stadier
Celldelning (Mitos): den första fasen, där äggcellen delar sig.
Cellspecialisering: ungefärligt parallellt med celldelning där cellerna börjar anta specifika funktioner.
Lägesförändringar: dessa förändringar ger upphov till veck i embryot som kan specialiseras för specifika uppgifter; embryot ändrar form.
Programmerad celldöd (Apoptos): en kontrollerad process där celler dör för att forma den slutliga strukturen.
Djurens embryonalutveckling
Utvecklingsstadier
Cleavage (Klyvning): följande celldivision efter befruktning, vilket leder till bildandet av en zygot och dess efterföljande utvecklingsstadier.
Zygote: den första cellen som bildas efter befruktning.
Eight-cell stage: det tidiga stadiet efter klyvning där embryot har åtta celler.
Blastula: en ihålig, vätskefylld ball av celler som följer de inledande klyvningsstadierna
Blastula och Gastrula
Blastula: en struktur som innehåller många celler och är en tidig del av embryonal utveckling.
Blastocoel: det vätskefyllda utrymmet inuti blastulan.
Gastrula: en struktur som bildas genom gastrulation där cellmaterial från blastulan förs in i embryots inre och bildar en tvåskiktig blåsa.
Endoderm och Ectoderm: de två första cellskikten i gastrulan som leder till utvecklingen av ytterligare lager, inklusive mesoderm.
Gastrulation
Under gastrulation sker en förflyttning av celler och bildar de tre grodddblad:
Ektoderm: bildar ytterhuden och nervsystem.
Endoderm: bildar tarmens väggar.
Mesoderm: utvecklas senare till skelett, muskler, och bindväv.
Utveckling hos enkla djur
Näseldjur: deras embryon är uppbyggda enligt gastrulan och har en mycket grundläggande trofisk struktur.
Öppningen kallas urmun och fungerar både som mun och analöppning.
Sjöborren utvecklar mesoderm genom cellmigration mellan ektoderm och endoderm.
Utveckling hos ryggradsdjur
Utvecklingen hos ryggradsdjur påminner om sjöborrens.
Hos fåglar och kräldjur sker cellandning mest i den animaliska polen. Gulan fungerar som näringsförråd.
Från mesodermet bildas ryggsträngen, som senare ersätts av ryggraden hos ryggradsdjur.
Hur utvecklingen styrs
Rörelse av embryonala celler styrs av extracellulära matrixen (kollagenmolekyler utanför cellerna).
Cellerna använder filopider, tunna utskott, för att navigera och förändra sin position. Receptorer på dessa filopider påverkar cellernas rörelser.
Induktion: en process där celler påverkar varandras utveckling, exempelvis hur ryggsträngens celler utvecklar sig till nervceller.
Hormoner och tillväxtfaktorer spelar viktiga roller i regleringen av cellernas livsprocesser och differentiering.
Programmerad celldöd är viktig för att ta bort skadade celler eller celler som inte längre behövs, speciellt i vävnader i snabb tillväxt, som huden.
Stamceller
Typer av stamceller
Totipotenta celler: kan ge upphov till samtliga celltyper, inklusive en ny individ. Dessa finns särskilt i det befruktade ägget.
Pluripotenta stamceller: finns fram till några dagar efter befruktningen och kan bilda många celltyper, men kan inte ge upphov till en ny individ.
Multipotenta stamceller: finns hos vuxna och kan bilda celltyper inom specifika vävnader.
Inducerande pluripotenta stamceller: celler från en vuxen kan omprogrammeras för att likna embryonala stamceller.
Embryonala stamceller
Dessa stamceller kommer från överskott av embryon från provrörsbefruktning och har stor potential att bilda olika celltyper.
Fosterstamceller
Utsöndras från aborterade foster eller navelsträngsblod och har multipotent kapacitet.
Vuxna stamceller
Dessa kan dela sig ett begränsat antal gånger och sker i vävnader som blod, hud, och muskler för att möjliggöra reparation och förnyelse av vävnad.
Framtidsförhoppningar
Nyttjande av stamceller för diabetesbehandling, Parkinsons sjukdom, cancerbehandling och knäskador.
Etiska frågor
Diskussioner kring stamcellsbehandlingar relaterar till källorna för stamceller, behandlingsmetoder, och människovärden.
Det finns en balans mellan möjliga fördelar och risker vid användning av stamceller i terapi, speciellt när det gäller frågor om donatorers samtycke och återkallande av detta samtycke.
Politisk och forskningsfrågor i Sverige
Forskning kring befruktade ägg och stamceller har genomgått förändringar och regleras noga av lagar med krav på etiska prövningar. Det är tillåtet att forska på befruktade ägg från och med 2005.
Problematik inom forskningen
En stor utmaning är tillgång på embryonala stamceller och hanteringen av deras potentiella risker för att orsaka tumörer eller ogynnsam differentiering.
Forskningshistoria
Stamcellsforskningens historia sträcker sig tillbaka till början av 1900-talet och har genomgått betydande framsteg fram till idag, inklusive möjligheterna att framställa stamceller utan att skada embryon.
Källor
Wikipedia
Biologi2
Vetenskaphalsa.se