Embriogénesis, Fertilización y el cigoto, La escisión y la mórula, Formación de la blástula, Formación de la gástrula, Somitogenesis, Organogenesis

Embriogénesis es el proceso por el cual se forma el embrión y se desarrolla, hasta que se desarrolla en un feto.

Embriogénesis siempre se inicia con la fertilización del óvulo por el esperma. El óvulo fertilizado se conoce como un cigoto. El cigoto sufre divisiones mitóticas rápidos sin crecimiento significativo y la diferenciación celular, que conduce al desarrollo de un embrión.

A pesar de la embriogénesis se produce tanto en los animales y el desarrollo de la planta, este artículo aborda las características comunes entre los diferentes animales, con cierto énfasis en el desarrollo embrionario de vertebrados y mamíferos.

Fertilización y el cigoto

El óvulo es siempre asimétrica, que tiene un "polo animal" y un "polo vegetal". También se cubre con diferentes sobres de protección, con diferentes capas. El primer sobre - la que está en contacto con la membrana del huevo - está hecha de glicoproteínas y se conoce como la membrana vitelina. Taxones diferentes muestran diferentes envolturas celulares y acelulares englobando la membrana vitelina.

Fertilización, es la fusión de los gametos para producir un nuevo organismo. En los animales, el proceso implica una fusión de esperma con un óvulo, que finalmente conduce al desarrollo de un embrión. Dependiendo de la especie animal, el proceso puede ocurrir dentro del cuerpo de la hembra en la fertilización interna, o en el exterior en el caso de la fertilización externa. El óvulo fertilizado se conoce como el cigoto.

La escisión y la mórula

La división celular sin crecimiento significativo, produciendo un grupo de células que son del mismo tamaño que el cigoto original, se llama escisión. Al menos cuatro divisiones celulares iniciales se producen, lo que resulta en una bola densa de al menos dieciséis células llamadas la mórula. Las diferentes células derivadas de la escisión, hasta la fase de blástula, se denominan blastómeros. Dependiendo principalmente de la cantidad de yema de huevo en el huevo, la escisión puede ser holoblástica o meroblastic.

Holoblástica escisión se produce en los animales con poca yema de huevo en sus huevos, tales como los seres humanos y otros mamíferos que reciben alimento como embriones de la madre, a través de la placenta o la leche, tal como podría ser secretada a partir de un marsupio. Por otro lado, la escisión meroblastic se produce en los animales cuyos huevos tener más yema, es decir, aves y reptiles. Debido a que la escisión se ve impedida en el polo vegetal, existe una distribución muy irregular y tamaño de las células, siendo más numerosos y más pequeños en el polo animal del cigoto.

En los huevos holoblástica la primera escisión siempre se produce a lo largo del eje-vegetal animales del huevo, y la segunda hendidura es perpendicular a la primera. Desde aquí, la disposición espacial de los blastómeros puede seguir varios patrones, debido a los diferentes planos de la división, en diversos organismos:

El final de la escisión se conoce como transición midblastula y coincide con el inicio de la transcripción cigóticos.

En amniotas, las células de la mórula son en primera estrechamente agregados, pero pronto se convierten dispuestos en una capa exterior o periférica, el trofoblasto, que no contribuye a la formación del embrión propiamente dicho, y una masa celular interna, de la que el embrión se desarrolla. El líquido se acumula entre el trofoblasto y la mayor parte de la célula de masa interior, y por lo tanto la mórula se convierte en una vesícula, llamada la vesícula blastodermic. La masa celular interna permanece en contacto, sin embargo, con el trofoblasto en un polo del óvulo, lo que se denomina el polo embrionario, ya que indica la ubicación en la que se desarrolló el embrión futuro.

Formación de la blástula

Después de la séptima escisión ha producido células 128, el embrión se denomina blástula. La blástula es por lo general una capa esférica de las células que rodean una cavidad llena de fluido o de yema de lleno.

Mamíferos en esta etapa forman una estructura llamada blastocisto, que se caracteriza por una masa celular interna que es distinta de la blástula circundante. El blastocisto no se debe confundir con la blástula, a pesar de que son similares en su estructura, sus células tienen diferentes destinos.

Antes de la gastrulación, las células del trofoblasto se diferencian en dos estratos: El estrato exterior forma un sincitio, denomina el sincitiotrofoblasto, mientras que la capa interna, el citotrofoblasto o "capa de Langhans," consiste de células bien definidas. Como ya se ha indicado, las células del trofoblasto no contribuyen a la formación del embrión propiamente dicho, sino que forman el ectodermo del corion y juegan una parte importante en el desarrollo de la placenta. En la superficie profunda de la masa celular interna, una capa de células aplanadas, llamado el endodermo, se diferencia rápidamente y asume la forma de un pequeño saco, llamado el saco vitelino. Los espacios aparecen entre el resto de las células de la masa y, por la ampliación y la coalescencia de estos espacios, una cavidad llamada cavidad amniótica se desarrolla gradualmente. El suelo de esta cavidad está formada por el disco embrionario, que se compone de una capa de células prismáticas, el ectodermo embrionario, derivadas de la masa celular interna y acostado en aposición con el endodermo.

Formación de las capas germinales

El disco embrionario se convierte ovalada y forma de pera, el extremo más ancho se dirige hacia adelante. Cerca del estrecho, extremo posterior, una racha opaca, llamada la línea primitiva, hace su aparición y se extiende a lo largo del centro del disco para aproximadamente la mitad de su longitud, en el extremo anterior de la racha hay un mando-como engrosamiento denominado nudo de Hensen. Una ranura poco profunda, la ranura primitiva, aparece en la superficie de la racha, y el extremo anterior de esta ranura se comunica por medio de una abertura, el blastoporo, con el saco vitelino. La línea primitiva se produce por un engrosamiento de la parte axial del ectodermo, cuyas células se multiplican, crecen hacia abajo, y se mezclan con las del endodermo subyacente. A partir de los lados de la línea primitiva tercera capa de células, el mesodermo, lateralward se extiende entre el ectodermo y endodermo, el extremo caudal de las formas línea primitiva la membrana cloacal. El blastodermo ahora consta de tres capas, con nombre de sin hacia adentro: ectodermo, mesodermo y endodermo, cada uno tiene características distintivas y da lugar a ciertos tejidos del cuerpo. Para muchos mamíferos, que es en algún momento durante la formación de las capas germinales que se produce la implantación del embrión en el útero de la madre.

Formación de la gástrula

Durante la gastrulación células migrar al interior de la blástula, como consecuencia la formación de dos o tres capas germinales. El embrión durante este proceso se denomina una gástrula. Las capas germinales se conocen como el ectodermo, mesodermo y endodermo. En los animales diblásticos sólo el ectodermo y el endodermo están presentes.

  • Entre los diferentes animales, diferentes combinaciones de los siguientes procesos ocurren para colocar las células en el interior del embrión:

    • Epibolia - expansión de una capa de células sobre otras células
    • Ingresión - la migración de las células individuales en el embrión
    • Invaginación - invaginación de lámina de células en embriones, que forma la boca, el ano y archenteron
    • La delaminación - la división o la migración de una hoja en dos hojas
    • Involución - inturning de lámina de células sobre la superficie basal de una capa externa
    • Proliferación Polar - Las células en los extremos polares de la gástrula blástula/proliferar, sobre todo en el polo animal.

  • Otros cambios importantes durante la gastrulación:

    • Transcripción del ARN pesado utilizando genes embrionarios; hasta este punto los ARN utilizados fueron materna.
    • Las células comienzan principales procesos de diferenciación, la pérdida de su completa potencialidad.

En la mayoría de los animales, un blastoporo se forma en el punto donde las células están entrando en el embrión. Dos grandes grupos de animales pueden ser distinguidos según el destino del blastoporo. En deuterostomes el ano forma a partir de la blastoporo, mientras que en protostomes se desarrolla en la boca. Ver orígenes embriológicos de la boca y el ano para más información.

Formación del sistema nervioso temprana - surco neural, tubo y la notocorda

En frente de la línea primitiva, dos crestas longitudinales, causadas por un plegamiento de hasta el ectodermo, hacen su aparición, uno a cada lado de la línea media formada por la racha. Estos se denominan los pliegues neurales; que comienzan cierta distancia detrás del extremo anterior del disco embrionario, en el que son continuas entre sí, y desde allí se extienden gradualmente hacia atrás, uno a cada lado del extremo anterior de la línea primitiva. Entre estos pliegues es una ranura poco profunda mediana, el surco neural. La ranura profundiza gradualmente a medida que los pliegues neurales se elevan, y en última instancia, los pliegues se encuentran y se unen en la línea media y convertir la ranura en un tubo cerrado, el tubo o canal neural, la pared ectodérmica de que forma el rudimento del sistema nervioso. Después de la fusión de los pliegues neurales sobre el extremo anterior de la línea primitiva, el blastoporo ya no se abre en la superficie, pero en el canal cerrado del tubo neural, y por lo tanto una comunicación transitoria, el canal neuroentérico, se establece entre el tubo neural y el tubo digestivo primitivo. La coalescencia de los pliegues neurales se produce primero en la región del cerebro posterior, y desde allí se extiende hacia adelante y hacia atrás, hacia el final de la tercera semana, la abertura frontal del tubo finalmente se cierra en el extremo anterior del futuro cerebro, y forma un rebaje que está en contacto, por un tiempo, con el ectodermo suprayacente; la parte de los presentes surco neural durante un tiempo una forma romboidal obstaculizar, y a esta parte expandida del seno rhomboidalis el término se ha aplicado. Antes de que el surco neural está cerrada, una cresta de células ectodérmicas aparece a lo largo del margen prominente de cada pliegue neural; esto se denomina la cresta neural o cresta ganglio, y de que los ganglios de los nervios craneales y espinales y los ganglios del sistema nervioso simpático son desarrollado. Por el crecimiento hacia arriba del mesodermo, el tubo neural se separa en última instancia a partir del ectodermo suprayacente.

El extremo cefálico del surco neural exhibe varias dilataciones que, cuando el tubo se cerró, asume la forma de tres vesículas, los cuales constituyen los tres vesículas cerebrales primarios, y corresponden, respectivamente, para el futuro 'cerebro anterior', 'cerebro medio' , y 'posterior del cerebro. Las paredes de las vesículas se desarrollan en el tejido nervioso y neuroglía del cerebro, y sus cavidades se modifican para formar sus ventrículos. El resto del tubo forma la spinalis médula o la médula espinal; desde su pared ectodérmica se desarrollan los elementos nerviosos y neuróglica spinalis de la médula, mientras que la cavidad persiste como el canal central.

Formación de principios del septum

La extensión del mesodermo se lleva a cabo a lo largo de la totalidad de las áreas embrionarias y extra-embrionario del óvulo, excepto en ciertas regiones. Una de ellas se ve inmediatamente en frente del tubo neural. Aquí el mesodermo se extiende hacia delante en la forma de dos masas de media luna, que se reúnen en la línea media para encerrar detrás de ellos un área que está desprovista de mesodermo. En esta área, el ectodermo y endodermo entran en contacto directo entre sí y constituyen una fina membrana, la membrana bucofaríngea, que forma un tabique entre la boca y la faringe primitiva.

Formación temprana del corazón y otras estructuras primitivas

En frente de la zona bucofaríngea, donde las medias lunas laterales de fusible mesodermo en la línea media, el pericardio se desarrolla después, y por lo tanto, esta región se designó el área pericárdico. Una segunda región en la que el mesodermo está ausente, al menos durante un tiempo, es que inmediatamente delante de la zona pericárdico. Esto se denomina la zona proamniotic, y es la región donde se desarrolla el proamnion; en los seres humanos, sin embargo, parece que un proamnion nunca se forma. Una tercera región se encuentra en el extremo posterior del embrión, donde el ectodermo y endodermo entran en aposición y forman la membrana cloacal.

Somitogenesis

Somitogenesis es el proceso por el cual se producen los somitas. Estos bloques de tejido segmentados se diferencian en músculo esquelético, vértebras, y la dermis de todos los vertebrados.

Somitogenesis comienza con la formación de somitomeres que marcan los futuros somitas en el mesodermo presomitic. El mesodermo presomitic da lugar a pares sucesivos de somitas, idénticos en apariencia que se diferencian en los mismos tipos de células, pero las estructuras formadas por las células varían dependiendo de la anteroposterior. Somitas tienen valores posicionales únicos a lo largo de este eje y se cree que estos son especificados por los genes Hox.

Hacia el final de la segunda semana después de la fecundación, segmentación transversal del mesodermo paraxial comienza, y se convierte en una serie de bien definidas, masas más o menos cúbicas, también conocidos como los somitas, que ocupan toda la longitud del tronco a cada lado de la línea media de la región occipital de la cabeza. Cada segmento contiene una cavidad central, que, sin embargo, pronto se llena de células angulares y forma de huso. Los somitas se encuentran inmediatamente debajo del ectodermo en la cara lateral del tubo neural y la notocorda, y están conectados a la mesodermo lateral por la masa celular intermedia. Los del tronco pueden disponerse en los siguientes grupos, a saber:. 8 cervicales, torácicas 12, lumbares, 5 sacras 5, y coccígea del 5 al 8 - Los de la región occipital de la cabeza por lo general se describen como en número de cuatro . En los mamíferos, somitas de la cabeza pueden ser reconocidos sólo en la región occipital, pero un estudio de los vertebrados inferiores conduce a la creencia de que están presentes también en la parte anterior de la cabeza y que, en total, nueve segmentos están representados en la región cefálica.

Organogenesis

En algún momento después se definen las diferentes capas germinales, comienza la organogénesis. La primera etapa en los vertebrados se llama tubo neural, donde los pliegues de la placa neural que forma el tubo neural. Otros órganos o estructuras comunes que surgen en este momento son el corazón y somitas, pero de ahora en adelante la embriogénesis sigue ningún patrón común entre los diferentes taxones del reino animal.

En la mayoría de los animales a lo largo de la organogénesis con la morfogénesis resultará en una larva. La eclosión de la larva, que luego debe someterse a la metamorfosis, marca el final del desarrollo embrionario.