Caractéristiques des cellules germinales, formation, types, migration

Le cellules germinales Ce sont les cellules précurseurs des gamètes chez ces animaux avec une reproduction sexuelle. Ce sont des précurseurs embryonnaires qui diffèrent de plusieurs lignées de cellules somatiques (soma = corps) très tôt dans le développement de la plupart des espèces.

Pratiquement, tous les organismes qui se reproduisent se proviennent sexuellement de la fusion de deux cellules gamtiques. Les gamètes sont des cellules spécialisées qui transportent la moitié des informations génétiques de l'individu qui les produit, le père et la mère (ce sont des cellules haploïdes).

Cellules souches embryonnaires humaines dans la culture cellulaire. Ryddragyn à English Wikipedia [Domaine public]

Tous les gamètes produits par un animal sont formés à partir d'une lignée cellulaire spéciale connue sous le nom de lignée germinale, qui sont développées en fonction d'un ensemble complexe de signaux spécifiques. Ces cellules représentent la principale voie de «transfert» du génome et des composants cytosoliques d'une génération à l'autre.

Les cellules germinales sont responsables des processus de spéciation et d'évolution, car ce sont les changements qui se produisent dans ceux qui sont transmis d'une génération à ce qui suit. De plus, ces cellules sont ce qui médiatise la transmission des maladies héréditaires des parents à leurs enfants, en particulier dans l'être humain.

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Caractéristiques des cellules germinales

Les cellules germinales sont des cellules embryonnaires "pluripotentes" ou "totipotentes", c'est-à-dire qu'elles peuvent être différenciées dans presque tous les types de cellules dans les conditions et signaux appropriés. De plus, ce sont des cellules compétentes pour leur "autrénovation", car ils sont responsables de leur propre régénération.

Ces cellules sont les seules capables de produire les gamètes, qui sont les cellules qui peuvent former un nouvel organisme, une propriété que les autres cellules d'un embryon perdent car elles diffèrent.

Certains auteurs les considèrent donc comme les "cellules souches" d'une espèce, car elles forment des organes mais de nouveaux individus. De même, ces cellules sont le principal moyen par lequel les espèces évoluent et sont des véhicules pour la transmission des maladies héréditaires, en particulier chez l'homme.

Les cellules germinales produisent des gamètes à travers des processus connus sous le nom de méiose et de gamétogenèse (ovogenèse et spermatogenèse chez de nombreux animaux), qui sont caractéristiques et uniques à ce groupe de cellules.

Tubules séminifères avec sperme mature. Néphron [cc by-sa 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

Entraînement

Les cellules germinales se distinguent tôt des autres lignées de cellules somatiques pendant le développement embryonnaire.

Comment cela se passe-t-il dans certains invertébrés?

Drosophile melanogaster Fruit Fly. Pris et édité à partir de: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Dans de nombreuses espèces, comme la mouche des fruits D. Melanogaster, Ces cellules sont formées à partir de cellules Blostula primordiales qui ont "hérédit" un déterminant cytosolique connu sous le nom de "germlasm" ou "plasma germinal", c'est-à-dire des blastomères très particuliers.

Ce germplasme contient des éléments structurels et des ARN messager et pendant l'ovogenèse et la fertilisation, cela souffre.

Les blastomères qui ont le "plasma germinal" sont divisés de manière asymétrique, héritant de la germage à une cellule fille unique. Lorsque l'embryon atteint le stade de la gastrula, alors la division équivalente de ces cellules commence et la population de cellules primordiales de la lignée germinale se développe.

Comment cela se passe-t-il dans l'être humain?

Chez les mammifères en tant qu'homme, en revanche, l'implication d'un «plasma germinal» n'a pas été signalée pendant le processus de formation de cellules germinales primordiales, mais plutôt la spécification de cette ligne est déterminée par les interactions cellule-cellule.

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Les cellules germinales primordiales, au cours des premiers stades de l'embryogenèse, sont situées dans une sorte de compartiment traité supplémentaire et, chez l'homme, cela se produit vers la troisième semaine de développement.

Une fois la ligne de cellules primordiales définies, elles migrent vers les gonades féminines ou masculines, où les processus d'ovogenèse ou de spermatogenèse sont activés, respectivement.

La interacción de las células primordiales con las células somáticas de las gónadas, además de la presencia de los cromosomas sexuales y de otros factores maternos, es la que define la determinación del sexo en la línea germinal, aunque este proceso puede variar considerablemente entre una especie et autre.

Expression génique différentielle

Pour prendre la «séparation» initiale des cellules somatiques et des cellules germinales, la première chose qui se produit est une expression différentielle des gènes, car dans la lignée germinale, les gènes caractéristiques des lignes somatiques sont réprimés afin de démarrer les cellules germinales génétiques du «programme».

Au cours de leur processus de formation, ces cellules migrent également d'où elles proviennent de l'endroit spécifique où les gonades se forment, qui sont les tissus produisant des gamètes adultes.

La migration cellulaire est également réalisée grâce à l'activation d'une "machinerie" migratrice et de différents mécanismes de "guide", qui ont à voir avec plusieurs facteurs génétiques et épigénétiques (qui ont à voir avec la modification de la séquence nucléotidique).

Migration

Les cellules germinales primordiales, celles qui donnent naissance aux "vraies" cellules germinales, sont formées loin de l'endroit où elles se développent et, pour s'établir, elles doivent migrer vers les sites où se trouvent les ovaires et les testicules, qui sont la femme et Gonades masculines.

Initialement, des cellules germinales primordiales sont observées pendant la gastration en tant que cluster cellulaire à la base des allantoïdes, qui est une membrane extra-embrionnaire qui est formée comme une évagation du tractus digestif primaire de l'embryon.

Gastulation d'un animal diblique. 1-sang. 2-gastrula. Pidalka44 [domaine public]

À ce stade, les cellules primordiales acquièrent une morphologie polarisée et certaines expériences ont montré qu'elles étendent de longs processus lorsqu'ils se mobilisent.

Par la suite, ceux-ci deviennent évidents dans l'intestin postérieur, puis émergent du dos intestinal et migrent latéralement, colonisant les crêtes génitales.

Alors que les cellules primordiales se déplacent de l'intestin postérieur au tissu conjonctif qui l'entoure, ce dernier s'allonge, formant le mésentère intestinal (le tissu qui couvre l'intestin grêle et l'unit avec la paroi abdominale), un processus qui se produit pendant que les cellules émergent à travers le mur de l'intestin.

Mécanismes de contrôle

L'arrivée des cellules précurseurs vers le tissu gonadique est contrôlée par les cellules somatiques de ces structures, qui exercent apparemment un effet «chimioatracent» sur le premier.

Il a été démontré expérimentalement que l'expression d'un gène connu sous le nom Fragilis Cela a beaucoup à voir avec le développement de la motilité dans les cellules germinales primaires.

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Cette gen.

Cependant, certains auteurs considèrent que la voie de migration de ces cellules est contrôlée au niveau environnemental, au lieu d'être un processus autonome.

Dans leur passage vers les gonades et une fois en eux, ces cellules se multiplient par la mitose, générant plusieurs clones qui parviennent à augmenter le nombre d'individus dans la population cellulaire.

Types de cellules germinales

Une fois que les cellules germinales primaires atteignent leurs tissus finaux, ceux-ci sont développés dans les cellules germinales féminines ou dans les cellules germinales masculines, selon le cas et les signaux endogènes et exogènes qu'ils reçoivent.

Les gonades femelles sont les ovaires et les gonades mâles sont les testicules. Une fois dans ces tissus, les cellules primordiales se multiplient à grande vitesse, mais les modèles de cette prolifération mitotique diffèrent entre eux.

Il existe donc deux types de cellules germinales appelées ovogonies et spermatogonies.

Cellules germinales féminines: ovogonies

Ovogonies. Source: Chassot A-A, Gregoire EP, Lavery R, ​​Taketo MM, par Rooij DG, et al. [CC par 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 3.0)]

Les ovogonies sont des cellules mitotiquement actives. Ils sont divisés intensément pendant le développement embryonnaire, en particulier du second au cinquième mois de la grossesse chez l'homme, qui a formé jusqu'à plus de 7 millions de ces cellules, bien que certains soient naturellement dégénérés.

Ces cellules ne sont plus divisées par la mitose aux stades postnatals, mais ils diffèrent périodiquement. Au cours des dernières étapes du développement fœtal, cependant, ceux-ci commencent à être divisés par la méiose, un processus qui reste en «arrestation» jusqu'au début de la puberté.

Cellules germinales mâles: spermatogonies

La prolifération des spermatogonies est quelque peu différente de celle des oogonies, car bien qu'elles commencent à se former et à se multiplier dans les testicules embryonnaires, ils maintiennent leur capacité à se diviser tout au long de la vie postnatale.

Les conduits séminifères des testicules sont délimités en interne avec des spermatogonies germinatives et certaines des populations composées de ces cellules sont divisées par la mitose. Au début de la puberté, les groupes de spermatogonies (spermatocytes primaires) commencent à se diviser par méiose pour former des spermatocytes secondaires qui donneront naissance à des spermatozoïdes haploïdes haploïdes.

Mutations

Les cellules germinales sont les «usines» où les «véhicules» de transmission des informations d'une génération à la suivante. De même, ces cellules sont d'une grande importance pour les processus évolutifs, car presque toutes les modifications subies seront imprimées dans la progéniture.

On peut dire que l'ADN de toutes les cellules d'un organisme est sujet aux mutations et malgré le fait que les mutations dans les cellules somatiques sont importantes dans le contexte de nombreuses maladies et autres conditions, elles ne s'étendent pas toujours au-delà de la vie de la vie de la vie de l'individu de Porta.

Les mutations dans la lignée germinale, en revanche, contribuent directement aux processus génétiques évolutifs, car ces changements peuvent passer d'une génération à l'autre à travers les gamètes et le zygote.

Pour ces raisons, les mutations dans les cellules germinales ne peuvent être visibles que dans la descendance et cela dépend, très souvent, de l'homozygotie ou de l'hétérozygotie des gènes affectés dans chaque parental.

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Les causes des mutations dans la lignée germinale sont nombreuses, car elles peuvent se produire en réponse aux signaux endogènes ou exogènes. Certaines de ces mutations produisent des maladies qui peuvent être héritées par la ligne maternelle ou par la ligne paternelle, selon l'affaire.

Tumeurs dans les cellules germinales

La division incontrôlée des cellules de presque tous les tissus du corps humain, ainsi que celle d'autres animaux, peut entraîner la formation de tumeurs, qui peuvent être bénignes ou malignes.

Ceux qui proviennent des cellules germinales sont généralement appelés néoplasmes et peuvent être:

- Germinomes

- Tératomes

- Carcinomes embryonnaires

- Tumeurs des sinus endodermiques

- Coriocarcinomes

Ces tumeurs peuvent se produire régulièrement dans les régions internes des gonades, bien qu'elles puissent également être liées à la prolifération ou à la migration aberrante des cellules germinales primordiales, ce qui implique qu'ils peuvent apparaître dans différentes zones du corps.

Micrographie électronique d'une néoplasie intratubulaire des cellules germinales dans les testicules ou «séminome» (source: Néphron [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)] via Wikimedia Commons)

Les tumeurs associées à la lignée cellulaire germinale primordiale sont appelées germinomes, tandis que les carcinomes embryonnaires sont ceux qui dérivent des cellules embryonnaires de "mère" ou des cellules dérivées.

Habituellement, les cellules germinales primordiales formées dans des lieux extragonades sont supprimées, mais les tératomes sont des croissances aberrantes de cellules germinales extragonades qui ont réussi à survivre et qui sont composées de mélanges aléatoires de tissus différenciés tels que le cartilage, la peau, les cheveux ou les dents.

Les tumeurs des sinus endodermiques sont celles qui sont formées à partir de cellules dérivées de tissus extrambriolaires et qui sont différenciés, qui forment le sac de la vitrelline endodermique. Si, au contraire, la tumeur se forme dans la couche trophoblastique, cela s'appelle choriocarcinome.

Les tumeurs des lignées germinales dans les ovaires représentent environ 20% de toutes les tumeurs ovariennes, sont des courants chez les filles et les jeunes jusqu'à 20 ans et presque toujours sur les tératomes de nature maléfique.

Parmi ceux-ci ont des dysgerminomes distingués, qui sont des tumeurs solides et charnues qui ont une couverture douce, composée d'agrégats de cellules d'apparence polygonale, avec des membranes plasmiques proéminentes et un grand nombre de granules cytosoliques.

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