Back to chapter

25.4:

ביקוע ופיצול

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Cleavage and Blastulation

Languages

Share

בהתפתחות עובר האדם, כאשר הזיגוטה המופרית עוברת במורד חצוצרת הרחם לתוך הרחם, החל תהליך ההתחלקות, שהוא חלוקת תאים מיטוטית מהירה אשר אינה גורמת לגדילה, שאחריו מתחילה הבלסטולציה, השלב הראשון של התמיינות תאים. בתחילת ההתחלקות, הזיגוטה מתחלקת קודם בתוך קרום מגן המכונה הזונה פלוסידה, ויוצרת שני תאי בת קטנים יותר שנקראים בלסטומרים, אשר לאחר מכן עוברים סיבוב נוסף של מיטוזה שתניב ארבעה בלסטומרים חדשים, קטנים יותר מתאי ההורים שלהם. בתחילת שלב שמונת הבלסטומרים, מתחיל להתרחש ההידוק.בלסטומרים דוחפים בחוזקה אחד את השני ויוצרים הצטלבויות הדוקות, שעושות אותם כמעט בלתי נבדלים זה מזה. בשלב שישה עשר הבלסטומרים, העובר הופך למורולה, והתאים ממשיכים להתחלק וליצור שכבות תאים חיצונית ופנימית לצד חלל פנימי מלא נוזלים. שלב זה של התפתחות, שלב הבלסטוציסט בבני אדם, מסומן על ידי התפתחות הטרופובלסט, אשר יהפוך לשליה ולמסת התאים הפנימית, שהם תאי הגזע העובריים שימשיכו להתפתח לעובר.לבסוף, הזונה פלוסידה מתפרקת כדי לאפשר לבלסטוציסט להישתל בדופן הרחם ולהתחיל בשלב הגסטרולציה.

25.4:

ביקוע ופיצול

After a large-single-celled zygote is produced via fertilization, the process of cleavage occurs while zygotes travel through the uterine tube. Cleavage is a mitotic cell division that does not result in growth. With each round of successive cell division, daughter cells get increasingly smaller.

Zygotic Genome Activation

At the beginning of embryogenesis, maternal mRNAs control development. However, by the eight-cell stage of cleavage, embryonic genes become activated in a process called zygotic genome activation (ZGA). As a result, maternal mRNAs get degraded, and ZGA causes a transition from maternal to zygotic genetic control of developing an embryo. Although maternal mRNAs get degraded, previously translated proteins may remain in the embryo through later stages of development.

Cleavage Pattern

Cleavage patterns vary between organisms depending on the presence and distribution of egg yolk amongst other factors. For example, mammals have a holoblastic rotational cleavage pattern. They are holoblastic because they have sparse, but evenly distributed yolk and therefore end up with a cleavage furrow that extends through the entire embryo as opposed to being meroblastic where the cleavage furrow does not extend through the yolk-dense portion of the cytoplasm.

At the onset of cleavage, rotational cleavage begins when the zygote first divides to form two smaller daughter cells called blastomeres. During this first cleavage event, division occurs in an austral fashion. The two daughter blastomeres then go through mitosis to each form two new blastomeres. During this second cleavage event, one daughter blastomere cleaves in an austral manner while the second cleaves equatorially. This pattern continues so that the resultant blastomeres end up being smaller than their respective parent cells.

Compaction

At the eight-blastomere stage, compaction starts to occur—blastomeres tightly push against each other and appear to be one cell where individual cells are indistinguishable from one another. To stabilize the tightly packed blastomeres, tight junctions are formed among the exterior blastomeres while the interior blastomeres form gap junctions that allow the movement of ions and small molecules in between cells. E-cadherin, a calcium-dependent adhesion molecule, helps to further adhere blastomeres to each other.

Morula Formation

Once there are approximately thirty-two blastomeres, the zygote becomes a morula. Morula formation marks the end of cleavage. The morula then becomes a blastula that goes through further differentiation during the subsequent stages of development.

Suggested Reading

Ajduk, Anna, and Magdalena Zernicka-Goetz. “Polarity and Cell Division Orientation in the Cleavage Embryo: From Worm to Human.” Molecular Human Reproduction 22, no. 10 (October 2016): 691–703. [Source]

Cockburn, Katie, and Janet Rossant. “Making the Blastocyst: Lessons from the Mouse.” The Journal of Clinical Investigation 120, no. 4 (April 2010): 995–1003. [Source]

De Vries, Wilhelmine N., Alexei V. Evsikov, Bryce E. Haac, Karen S. Fancher, Andrea E. Holbrook, Rolf Kemler, Davor Solter, and Barbara B. Knowles. “Maternal Beta-Catenin and E-Cadherin in Mouse Development.” Development (Cambridge, England) 131, no. 18 (September 2004): 4435–45. [Source]