Диференциране на зиготата в соматични и зародишни клетки

В предното видео видяхме, че яйцеклетка от майката се слива със сперматозоид от бащата, за да се формира зигота, която се дели многократно и се превръща във всеки един от нас. Да кажем, че това е сперматозоид от баща ми, който се слива с яйцеклетка от майка ми. След това тази зигота се дели многократно, накрая се превръща в Сал и прави това видео за оплождането. Как точно се случва всичко това? Сега тази зигота има диплоиден брой хромозоми, което отново е означено с 2n. С n означаваме хаплоиден брой хромозоми, а 2n е диплоидният брой. При хората n е 23, а два пъти по n, разбира се ще даде 46 хормозоми. Тук имаме пълния ми набор хромозоми. Имам Y хромозома от баща ми и разбира се, Х хромозома от майка ми. Затова аз съм мъж. И какво става после? Сега тази зигота ще се раздели многократно чрез митоза. Деление след деление. Ще се занимаем и с подробностите на механизма на митозата. След първата митоза зиготата се разделя на две клетки. Сега е две клетки. Ще я нарисувам пак. Ще я нарисувам в точния мащаб. Сега е две клетки. Искам да направя така, че да имам достатъчно място на дъската. Имаме две клетки. Вместо да рисувам всички хромозоми, ще означа, че в ядрата на двете ми клетки отново имаме 2n. Имам диплоиден брой хромозоми. Всяка от тези клетки, в които се е превърнала зиготата, имат пълен набор хормозоми. Това е резулатът от митозата. При нея целите клетки се копират. Имаме същия брой хромозоми. Този процес ще продължи да се повтаря. Тези две клетки ще се разделят, ще преминат през митоза и сега... Това тук е следваща митоза. Клетките продължават да се удвояват. Всяка от тези клетки има пълен набор хромозоми. 2n, диплоиден брой хромозоми. В този случай – 46 хромозоми за човека. Този процес продължава да се повтаря. Ще продължи да се случва. Ще сложа многоточие, за да покажа, че това се е повторило много пъти. Митозата ще продължи да се повтаря. Вследствие на това ще получим хиляди клетки. Накрая ще имаме милиони, десетки милиони от тези клетки. Ще ги направя много, много малки. Има няколко от тях тук. Всяка от тях ще има диплоиден брой хромозоми. Ще имат по 46 хромозоми, 23 двойки хомоложни хромозоми. Сега имаме голямо кълбо от тези клетки. Някои от тях ще се диференцират и ще се превърнат в мен. Ще се диференцират в различните части на тялото ми. Например тези клетки тук може да продължат да се удвояват, но накрая те и техните дъщерни клетки могат да се диференцират в клетките на мозъка ми. Тези клетки ще продължат да се делят, те и техните дъщерни клетки или клетките, на които са се разделили, могат да се диференцират и да се превърнат в сърцето ми. Тези тук могат да се диференцират и да се превърнат в белите ми дробове. И разбира се, всички тези клетки и техните дъщерни клетки ще се диференцират до всички органи и тъкани, които ме изграждат. Ще имаме още много цикли на митоза и накрая ще получим човешко същество. Тук имаме още митоза. А сега ще се опитам да нарисувам човек. Това не прилича особено много на мен, но... Хм, аз имам много коса, имам и големи вежди. Пак не прилича на мен, но няма значение. Разбираш идеята. Опитвам да рисувам бързо, но това определено не е най-добрата ми рисунка на човек. Въпреки това съм сигурен, че разбра основната идея. Хубави широки рамене, това е добре. Да, да... прекалено много време отделих на рисунката на този човек. Както и да е, разбираш основната идея. Коремът ми не е толкова плосък, както и да е, разбра основната идея. В крайна сметка, клетките ще се диференцират и ще изградят човек. Тези клетки в розово, ще се диференцират до клетките на мозъка. Тези клетки ще се диференцират до клетките на белите дробове. И разбира се, при мащаб като този, клетките са прекалено малки, за да се видят с просто око. Тези клетки се диференцират до клетки на сърцето. Искам да обърна внимание на една важна разлика. Повечето от клетките, които нарисувах тук, са продукт на митоза. Можем да кажем, че това са клетките на тялото, соматичните клетки. Всички тези клетки, които соча – в сърцето, в белите дробове, в мозъка, това са соматични клетки, клетки изграждащи тялото. Соматични клетки. Може да се чудиш как се получават хаплоидните клетки. Ако говорим за мъж, как получаваме хаплоидните полови клетки, гаметите, сперматозоидите? Ако говорим за жена, как получаваме яйцеклетките, които са хаплоидни? Те ще се получат, когато някои от тези клетки тук горе се диференцират до зародишни клетки. Те ще се диференцират до зародишни клетки. Когато казвам, че ще се диференцират до зародишни клетки, те ще се диференцират и ще изградят половите жлези. При жените това са яйчниците, а при мъжете това са тестисите. Зародишните клетки се намират в половите жлези. Те са се диференцирали от соматични клетки. Тук са зародишните клетки. Зародишните клетки са в яйчниците или в тестисите. Чрез процес на мейоза те могат да произведат гамети. Ако си жена, ще произвеждат яйцеклетки. Ако си мъж, ще произвеждат сперматозоиди. Това става чрез процеса на мейотично делене, мейоза. Чрез мейоза ще се произведат сперматозоиди при мъжа или яйцеклетки при жената. Това ни води до нещо много интересно – често в биологията говорим за мутации, естествен отбор и какво ли още не. Важно е да разбереш как мутациите могат да засегнат теб и поколението ти. Да кажем, че имаме мутация в една от соматичните клетки ето тук, в клетка на кожата или на мозъка, или на сърцето. Това може да засегне възможността на човек – особено ако е нещо опасно като рак и се случи докато човек е млад, преди да е оставил поколение, той/тя може да не оцелее и това ще засегне възможността му/ѝ да се размножи. Но ако мутацията е в соматична клетка, тя няма да засегне структурата на ДНК, която се предава на следващото поколение. Структурата на ДНК, която се предава на следващото поколение, се определя в гаметите. Ако мутацията се е появила по време на диференцирането на гаметите, ако една от тези клетки мутира и продължи да се дели, да кажем, че имаме мутация ето тук – клетките продължават да се делят, те се диференцират до зародишни клетки, мутацията е тук. След това чрез мейоза се произвеждат някои мутирали сперматозоиди. Тази мутация ще се предаде, възможно е да се предаде на следващото поколение. Може не всички сперматозоиди да носят тази мутация. Може да е налична само в няколко от 200 – 3000 милиона сперматозоиди. Ако тази мутация нарушава функцията на сперматозоидите, например възможността им да се слеят с яйцеклетката или да се развият, или да плуват през течна среда, може да не успеят да създадат потомство. Мутациите засягат потомството само когато се появят в клетки, които се диференцират до гамети, които се предават на децата.