Transcript المحاضرة 3 مقرر 639 حين التكوين الجزئي للأمشاج وترسيب المح

‫نمو البويضة وتكوين املح‬
The Oocytes growth ,
maturation and Vitellogensis
‫نمو البويضات ونضوجها وترسب المح‬
‫‪The Oocytes Growth , Maturation and Vitellogensis‬‬
‫أوال تكوين البويضات ‪Oogenesis‬‬
‫‪ -‬ال يقتصر تكوين البويضات على تجمع المواد الغذائية فيها والتي يتم استهالكها اثناء‬
‫تكوين الجنين حتى يصبح قادرا على التغذية فيما بعد ‪.‬‬
‫ولكنها تعتبر مرحلة مهمة من حيث النشاط الجزيئي المكثف حيث يتم تصنيع عدد كبير‬‫من الجزيئات المهمة ( البروتينات والريبوسومات واألحماض النووية وغيرها) والتي‬
‫سوف تستعمل في مرحلة الحقة من عملية النمو‪.‬‬
‫وسوف نأخذ بويضة الضفدعة كمثال لنمو البويضات ونضوجها‬‫الشكل المرفق يلخص المراحل التي تمر فيها تكوين األمشاج‪ ،‬من الخاليا التناسلية‬‫األولية (‪ )Primordial germ cells PGCs‬ثم امهات البيض (‪ )Oogonia‬ثم‬
‫البويضات اإلبتدائية ( ‪ )Primary Oocytes‬التي تدخل اإلنقسام االختزالى األول ثم‬
‫تتوقف وال تكمل اإلنقسام األول إال قبيل التبويض (‪ )Ovulation‬ثم تكمل اإلنقسام‬
‫االختزالى الثاني إال عند اإلخصاب في معظم البويضات‪.‬‬
‫مراحل تكوين األمشاج ونضوجها (البويضات و الحيوانات المنوية )‬
‫أوال تكوين البويضات ‪Gametogenesis and Maturation Oogenesis‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫مرحلة النمو للبويضات ‪: Growth of Oocytes‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫تبدأ عملية النمو في البويضات بعد اخرمرحلة تضاعف للمادة الوراثية حيث يصل فيها محتوى‬
‫(‪ )DNA‬إلى ضعفين العدد( ‪.)4n‬‬
‫يبدأ اإلنقسام اإلختزالي في البويضات اإلبتدائية وتكون صغيرة الحجم نسبيا ثم تنمو وتزداد في‬
‫الحجم دون زيادة في ( ‪ )DNA‬والكروموسومات الزالت في الطور اإلنفراجي ( ‪) Deplotene‬‬
‫{للمرحلة التمهيدية لإلنقسام اإلختزالي األول ‪Meiosis I‬‬
‫الزيادة في حجم البويضات اإلبتدائية يرجع الى عمليتين ‪:‬‬
‫‪ -1‬تصنيع داخلي لجزيئات متعددة من األحماض النووية الريبوزية(‪ )RNA‬والبروتينات‬
‫والسكريات املتعدده ‪،‬الجليكوجين والدهون‪،‬وغيرها‪..‬‬
‫‪ -2‬إدخال مواد خارجية من بروتينات املح‪.‬‬
‫البويضات اإلبتدائية للضفدعة تمربثالث مراحل اثناء نموها‪:‬‬
‫أ‪-‬مرحلة ما قبل تكوين املح ( ‪( ) Pre vitellogeneic‬قطرها ‪0.3-0.1‬مم) شفافة‪.‬‬
‫ب‪ -‬مرحلة تكوين املح‪ )Vitellogeneic( :‬قطرها (‪ 1,2 _ 0,3‬مم) معتمه‬
‫ج‪ -‬مرحلة النمو التام ‪ ) Full Growth ( :‬يبلغ ‪ 1,2‬جاهزة ملرحة النضوج وتظهرقطبية واضحة‬
‫(قطب حيواني ‪ /‬خضري)‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫‪ -1‬سيتوبالزم البويضات (في مبيض الضفدعة)‬
‫ ‪ -1‬سيتوبالزم البويضات‪:‬‬‫ يظهر سطح الغشاء البالزمي للبويضة العديد من الخمالت محاورها من األكتين‬‫تعمل على زيادة المساحة السطحية للغشاء‪ ،‬تمتد لتصل الى الخاليا الحويصلية‪.‬‬
‫ تعمل الخمالت على زيادة عبور بروتينات المح من الدم الى البويضة عن طريق‬‫عملية التشرب )‪.) Pinocytosis‬‬
‫ تحت الغشاء توجد الحبيبات القشرية( ‪( )Cortical granules‬تلعب دورا في‬‫عملية اإلخصاب) والحبيبات الصبغية (عبارة عن بقايا عملية أيض البروتين)‬
‫ األختيارية لنفاذ بروتينات المح يرجع لوجود مستقبالت خاصة لتبادل البروتينات‬‫حيث تعرف هذه البروتينات ببادئات بروتينات المح (الفيتلوجنين ‪)Vitelogenin‬‬
‫ والتي تصنع في كبد األم نتيجة للتحفيز الهرموني ثم تنتقل إلى البويضة‪.‬‬‫البروتينات المحيه تعمل على النمو الحجمي للبويضات‪ ،‬فإذا زرعت بويضات‬‫كاملة النمو (قبل زيادة الحجم) في وجود البروتينات وهرمون األنسولين فإن‬
‫لألمشاج‪.‬‬
‫اسبوع‬
‫حجمها يصل الى الضعف خالل ‪3-2‬‬
‫التكوين الجزيئ‬
‫تابع تكوين ونمو البويضات في املبيض ‪Oogenesis in the Ovary‬‬
‫ صفائح المح أكثر انتشارا في القطب الخضرى للبويضة ‪ .‬بينما الريبوسومات‬‫وحبيبات الجليكوجين وقطرات الدهون تتناقص في العدد كلما اتجهنا من القطب‬
‫الحيواني للخضري ‪ .‬مما يؤدي لتكوين قطبية في البويضات كاملة النمو‬
‫ من العوامل المسئوله عن هذه القطبية ‪ :‬التيار األيوني الداخلي ( ‪Trans cellular‬‬‫‪ )electric current‬وليس الجاذبية او تيار الدم‪.‬‬
‫ اثناء تكوين المح‪،‬هناك زيادة كبيرة في عدد الريبوسومات تتجمع حول النواة‪.‬‬‫ البويضات في مرحلة قبل تكوين المح فيها كمية قليلة من الريبوسومات وتصنع‬‫كمية قليلة من جزيئات األحماض النووية الريبوسومية الكبيرة ( ‪rRNAs 28S‬‬
‫‪)&18S‬‬
‫ لكنها تحضر بشكل نشط األحماض النووية الريبوسومة صغيرة الحجم (‬‫‪ )5S,tRNA‬حيث تندمج األحماض النووية الصغيرة مع بروتينات المح وهى‬
‫أصغر من الريبوسومات‪.‬‬
‫ ثم تركز البويضه على تصنيع األحماض الريبوزية الكبيرة (‪)RNA; 28S-18S‬‬‫ كذلك تصنيع البروتينات يكون ضعيفا في المرحلة المبكرة لنمو البويضات وتزداد‬‫اثناء تكوين المح لكنها تقل من القطب الحيواني للقطب الخضري حسب تدرج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫توزيع الريبوسومات‪.‬‬
‫ قبيل مرحلة تكوين المح‪ :‬تصنع بويضات البرمائيات العديد من األحماض النووية‬‫المرسلة( ‪ %5-3)mRNA‬ثم تخزن بشكل غير نشط خالل فترة تكوين المح‬
‫ وهذا ينطبق أيضا على هستونات األحماض النووية المرسلة والتي ليس لها اهمية‬‫في مرحلة البويضات النامية‪.‬‬
‫ هناك ما يقارب ‪ 20,000‬نوع مختلف من األحماض النووية المرسلة (‪) mRNA‬‬‫ بداية فترة تكوين المح هي عالمة واضحة في نقطة تحور البويضة حيث يتوقف‬‫تحضير األحماض المرسلة( ‪ )mRNA‬ويبدأ تحضيراألحماض الريبوسومية (‪(rRNA‬‬
‫ تحضير األحماض الريبوزية الصغيرة والناقلة( ‪)5S-RNA; tRNA‬ال يثبط أثناء‬‫تكوين المح‪.‬‬
‫ غالبية الريبوسومات(‪ )%98‬ال ترتبط بعملية تصنيع البروتينات في البويضة‬‫النامية‪ ،‬فإذا ما تم حقن بويضات الضفدعة باحماض نووية مرسلة خاصه بتشفر‬
‫لهيموقلبين دم ارنب فإنها تصنع بروتين الهيموقلوبين لعدة ايام ( قوردن وزمالئة)‪.‬‬
‫ هذا يدل على معظم ريبوسومات البويضة غير مبرمجة أى انها حره في عملية‬‫اإلرتباط بأى احماض نووية ريبوزيه ( ‪ ) RNA‬كذلك حتى لو كان هذا البروتين‬
‫افرازى فإنه سيتم افرازه من البويضة حتى وان كان هناك إضافة سكريات له ‪.‬‬
‫لألمشاج طرفية عديد األدنين (‪) Poly A‬‬
‫الجزيئ على‬
‫تحتوي‬
‫ معظم األحماض النووية المرسلة‬‫التكوين‬
‫للثبات بينما التي ليس لها طرفية كالتي تشفر للهستونات ليس لها قدرة على الثبات‬
‫التوزيع التدريجي ملحتويات بويضة من مبيض الضفدعة اثناء مرحلة النمو وترسب املح‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫تصنع البويضات العديد من األنزيمات ذات اهمية الحقة فيما بعد كاألنزيم الخاص‬
‫بتصنيع الكوالجين ال يتواجد في بويضة البرمائيات قبل عملية التبطين او طور‬
‫األنبوبة العصبية‪،‬فاألنزيم تم تصنيعه في البويضة قبل تواجد مادته التي يعمل عليها‬
‫فالبويضة تخزن الكثير من انواع المواد التي تحتاج إليها للنمو المبكر للجنين ‪.‬‬
‫فالبويضة تحتاج الى الطاقة لتصنيع جزيئات جديدة وبناء تراكيب وعضيات‬
‫فهي تحتوى على ميتوكندريا بأعداد كثيرة اكثر مما تحتاجه عملية تكوين البويضات‬
‫هذه الميتوكندريا باإلضافة لما تحتويه من انزيمات تنفسية فإنها تحتوى على حمض‬
‫نووي(‪ )DNA‬حلقي يصل طوله الى ‪ 5‬ميكرون ووزنه الجزيئي‪10‬مليون دالتون ‪،‬‬
‫يعمل على نسخ لألحماض الريبوسومية ( ‪ )55S- rRNA‬الخاصة باألجسام‬
‫السبحية ‪ ،‬كما ان لديه القدرة على ان يستنسخ نفسة (‪ )DNA‬بشكل مستقل عن‬
‫الحمض النووي الخاص بالكروموسومات‪.‬‬
‫مما يؤدى الى زيادة في عدد الميتوكندريا‪،‬هذه الزيادة تحدث قبل عملية تكوين المح‪.‬‬
‫حيث يستنسخ الحمض النووي( ‪ )DNA‬الخاص بالميتوكندريا ‪ 17-16‬مرة ‪12‬‬
‫مرة تحدث قبل تكوين المح ‪.‬‬
‫لذلك فإن البويضة الصغيرة بالحجم تحتوي على ~‪ 500,000‬ميتوكندريا وأكثر من‬
‫لألمشاج ) التي تتواجد في البويضة كاملة‬
‫‪mRNA‬‬
‫‪ %50‬من( ‪ )5S- RNA‬وربما كل(‬
‫التكوين الجزيئ‬
‫النمو‪.‬‬
‫•‬
‫• )‪2- Germinal Vesicle (GV‬‬
‫‪ -2‬نواة البويضات‪ :‬الحويصلة الجرثومية‬
‫املكونات الرئيسية لنواة البويضة الكبيرة‪:‬‬
‫أ‪-‬‬
‫ب‪-‬‬
‫ج‬
‫د‪-‬‬
‫الغشاء ( أو الغالف) النووي‪Nuclear membrane :‬‬
‫الكروموسومات ( األجسام الصبغيه)‪Chromosomes :‬‬
‫النويات ‪Nucleoli :‬‬
‫العصيرأو السائل النووي‪Nuclear sap :‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫أ‪ -‬الغشاء النووي ‪The Nuclear membrane‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫يتكون الغشاء النووي في البويضات من طبقتين كما في الخاليا لكنة اسمك قليال‬
‫يحتوي على العديد من الثغور تدعى بمعقدات الثغور النووية ( ‪Nuclear pore‬‬
‫‪ ) complexes‬لها اشكال مثمنه متراصة من اللييفات الدقيقة ذات سداده مركزية ‪،‬‬
‫تحتوى على ( ‪ )RNA‬سعة هذه الثغور (‪ ) 60nm‬وتبقى ثابتة خالل مرحلة تكوين‬
‫البويضات إال ان األعداد تزداد بشكل كبير‪.‬‬
‫ترتبط معقدات الثغور النووية مع بعضها بواسطة مواد مسامية على شكل صفائح‬
‫تتركب من بروتين واحد يتم تصنيعة وإضافة الفسفور له بشكل مستمر‪.‬‬
‫سرعة انتقال األحماض الريبوسومية( ‪ )rRNA 28S,18S‬عبر ثغور الغشاء‬
‫النووي~ ‪ 300,000‬جزء خالل كل ثانية‪.‬‬
‫الخاصية النفاذية اإلختياريه للغشاء النووي تمرر كل ما تحتاجه النواة وكذلك من‬
‫النواة الى السيتوبالزم بغض النظر عن حجم الجزيئات التي تعبر من خالل الثغور‬
‫وهذه الخاصية النفاذية تعود الى روابط خاصة بمكونات النواة وليس لنفاذية الغشاء‬
‫فاألحماض النووية كبيرة الحجم( ‪ )28S-rRNA;mRNA‬تسلك تغيرا كيميائيا‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫حيويا او شكليا حال عبورها الغشاء النووي‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫ب‪ -‬الكروموسومات ( األجسام الصبغية)‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫أثناء الطور اليرقي للضفدعة جميع البويضات التي في المبيض تكون في الطور‬
‫الضام ( ‪ )Pachytene‬من االنقسام االختزالى األول‪.‬‬
‫وخالل مرحلة تكوين المح ونمو البويضة(بعد بلوغ األنثى ) تمتد الكروموسومات‬
‫لتكون ما يسمى بالكروموسومات الفرشائية ( ‪)Lampbrush chromosomes‬‬
‫الغنية بالعصير النووي‪ .‬وتكون في الطور اإلنفراجي ( ‪ )Deplotene‬تكون في‬
‫أزواج تترابط في مناطق العبور( ‪.) Crossing over‬‬
‫الشكل الفرشائي للكروموسومات يعود لظهور لفات جانيبة تظهر من جانب وتختفي‬
‫من جانب حسب أليالت الجين فاللفة مجموعة من الجينات وتكون مكثفة وواضحة‬
‫في بويضة الضفدعة النامية (انظر الشكل )‬
‫الحمض النووى (‪ )DNA‬الذي في اللفات يتم نسخة الى حمض مرسل (‪) mRNA‬‬
‫حيث يمتد انزيم بلمرة الحمض النووي على اللفات (‪ ) RNA polymerase‬وعند‬
‫معاملة الكروموسومات بأنزيم محلل لحمض النووي(‪)Deoxyribonuclease‬‬
‫تتحطم اللفات‪.‬‬
‫‪ %0.2‬فقط من الحمض النووي (‪ ) DNA‬للكروموسومات الفرشائية يتم تشفيره‬
‫لألحماض المرسلة( ‪ %30 , )mRNA‬فقط من ترتيبها يتم نسخة‪.‬‬
‫األحماض النووية (‪)RNA‬مع البروتينات تكون البروتين النووي الريبوزي‬
‫(‪) RibonucleoproteinsRNP‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫في نهاية عملية تكوين البويضات تتكثف الكروموسومات الفرشائية ويقل نشاطها‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫ج‪ -‬النويات ‪)Nucleoli(:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫عدد النويات‪ :‬قليل في الالفقاريات واحده كبيرة \ في البرمائيات كثيرة‬
‫(‪1000‬نوية)‬
‫التركيب‪ :‬في املركز ليفي وحبيبي حول املحيط لكنها في البويضة ما قبل‬
‫تصنيع املح تكون النويات ألياف فقط وتفتقد الجزء الحبيبي‪.‬‬
‫الجزء املحبب يتكون من أحماض نووية ريبوزية ذات جسيمات هي‬
‫بادئات لريبوسومات السيتوبالزم‪.‬‬
‫نوية نجم البحرتحتوي على ‪ %7‬من األحماض الريبوزية( ‪ )RNA‬تشبهة‬
‫األحماض الريبوسومية ( ‪ ) rRNA‬بإحتوائها على كمية كبيره من‬
‫الجوانين(‪ )G‬والسيتوسين(‪)C‬‬
‫األحماض النووية الخاصه بالنويات هي األكبرحجما (~‪3‬مليون دالتون)‬
‫وهي بادئات األحماض الربوسومية الكبيرة ( ‪)28S-18S rRNA‬‬
‫الخاصه بريبوسومات السيتوبالزم‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫تابع ج‪ -‬النويات ‪)Nucleoli(:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫بقية اجراء النويه يتكون من بروتينات فسفاتية قاعدية هي بادئات‬
‫لبروتينات الريبوسومات واحتمال انها من بروتينات السيتوبالزم أصال‪.‬‬
‫من هذه البروتينات أنزيمات متخصصة لتحضيراألحماض النووية‬
‫()‪ ) RNA Polymerase-1‬والذي يساهم في تصنيع األحماض‬
‫الخاصة بالنويات واألحماض الريبوسومية ()‪) Nucleolar & rRNA‬‬
‫الحمض النووي املنظم للنويات ‪)Nucleolar organizer DNA (:‬‬
‫خاص بالنويات ال يمكن الكشف عنة بالطرق الخاصة بالكشف عن‬
‫األحماض النووية( ‪ )DNA‬للنواة‪.‬‬
‫فهو يعمل على تكوين سالسل من األحماض النووية (‪ ) RNA‬الخاصة‬
‫بالنويات‬
‫هناك ما يقارب ‪ 450‬جين لريبوسومات املنظمات النووية للنويات‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫ يتم تفخيم جينات األحماض الربوسومية في منطقة الغطاء للنويات( ‪ )Cap‬والتي تكون‬‫موجودة في مرحلة الطور الضام من تكوين البويضات ‪.‬حيث يتم مضاعفتها عدة مرات ‪،‬‬
‫لكن ال يحصل نسخ لها إال في مرحلة تكوين المح ‪.‬‬
‫ تحتوي بويضة الضفدعة اثناء تكوين المح على (‪ )6 10×2‬من جينات الريبوسومات‬‫و(‪ ) 5S-rRNA‬مقارنة بالخاليا الجسدية والتيى تحتوي ‪ 900‬نسخة‪.‬‬
‫ لذلك يصل تفخيم جينات الريبوسومات الى ‪ 2000‬مرة في حين ان النويات تزداد من‬‫‪ 1200 -2‬مرة‪.‬‬
‫لكن ليس هناك تصنيع لألحماض الربوسومية (‪)rRNA‬اال عند مرحلة تكوين المح‪.‬‬
‫ نسخ منطقة الحمض النووي المنظم للنويات (‪ ) rDNA‬موضحة كما في الشكل‪.‬‬‫ لكن ال يكون هناك تفخيم للجينات التي تشفر لبروتينات الريبوسومات وكذلك (‪5S-‬‬‫‪ )rRNA‬حيث ال تقع جينات األحماض الريبوسومية الصغيرة على الحمض المنظم‬
‫(‪ )rDNA‬بل على الكروموسومات ‪.‬‬
‫ األحماض النووية الريبزسومية الصغيرة ( ‪ )5S-rRNA‬بها ‪ 120‬قاعدة‬‫نيتروجنية ووزنها ‪ 40,000‬دالتون) يتم نسخها بواسطة انزيم بلمرة‬
‫األحماض النووية رقم ‪.)RNA polymerase III)(3‬‬
‫ عامل النسخ الخاص بهذه األحماض الصغيرة يختفي عندما تصل البويضة‬‫مرحلة النضوج ويغيب في الخاليا الجسدية‪ .‬مما يفسر لماذا ال تكون جينات‬
‫لألمشاج‪ )5S‬في المبيض ال تكون نشطه‬
‫‪genes‬‬
‫ريبوسومات األحماض الصغيرة (‬
‫التكوين الجزيئ‬
‫في البويضات الملقحة وكذلك في الخاليا الجسدية‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫د‪ -‬العصير النووي‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪Nuclear sap‬‬
‫العصيراو السائل النووي‪ :‬يحتوي على العديد من البروتينات املختلفة (‪)70‬‬
‫بروتين سيتوبالزمي باإلضافة لبروتين مشكل النواة (‪) Cryophilic‬‬
‫بروتين األكتين يشكل تجمع في مركزالنواة ويشكل هالم النواة اللزج له دور في‬
‫الحفاظ على التركيب الفرشائي للكروموسومات‪.‬‬
‫البروتين الرئيس ي للحويصلة الجرثومية هو البالزما النووي‪ %10‬من العصيرالنووي‬
‫والبروتين الخاص بالنواة مهم يكون عامل مشكل النواة ( ‪Nucleosome‬‬
‫‪ )assembly factor‬وله دور في تحول مادة الحمض النووى إلى مادة كروماتينية‪.‬‬
‫تحتوى الحويصلة الجرثومية ( نواة البويضة الناضجة) على ‪ %90-80‬من مجموع‬
‫انزيم البلمرة ألفا( @ ‪)DNA Polymerase‬‬
‫كذلك انزيمات البلمرة (‪ )RNA Polymerase I;II;III‬تكون كثيرة في الحويصلة‬
‫الجرثومية لبويضات الضفدعة‬
‫يحتوي السائل النووي على كميات قليلة من األحماض النووية الخليطة خليط‬
‫معقد من نواتج النسخ األولية وقطع من عملية تصنيع بادئات األحماض الريبوزية‬
‫وجزيئات من األحماض املرسلة منتهية وأحماض ريبوسومية وأحماض ناقلة وكمية‬
‫الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين‬
‫‪)mRNR;rRNA;tRNA;SnRNA‬‬
‫الصغيرة(‬
‫بسيطة من األحماض النووية‬
‫بويضة الضفدعة(زينوبوس) كإنبوبة اختبار‬
‫‪Xenopous oocytes as test tube‬‬
‫‪-‬‬
‫‬‫‬‫‬‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫لقد أجريت العديد من التجارب على بويضة الضفدعة من جنس‬
‫زينزبوس وذلك لكبر حجمها وسهولة التعامل والمتابعة والكشف‬
‫عنها في المعمل وال تحتاج الى اجهزة مكلفة‪.‬‬
‫فهي مفضلة لدراسة ترجمة األحماض النووية المرسلة (‪)mRNA‬‬
‫حيث تتم ترجمة حتى البروتينات اإلفرازية(األنسولين األميونوقلبويلين)‪.‬‬
‫كذلك حقن جين معين في الحويصلة الجرثومية (جين األلبيومين)‬
‫يؤدى إلى نسخ الجين ليعطي (‪ )mRNA‬ثم ترجمته فيها حيث يتم‬
‫افرازه منها‪.‬‬
‫كذلك حقن جين الريبوسومات فقد تم نسخها فيها على (‪)mRNA‬‬
‫تحتوي الحويصلة الجرثومية على عوامل تشكل الكروماتين‬
‫(‪ )Chromatin-assembly factor(CAF‬والتي تعيد تشكل جزيء‬
‫الحمض النووي المعالج (‪ )cDNA‬أو المحقون بواسطة البالزميد‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫النيوكلوسوم وينسخ بدون فواصل‬
‫(‪ )Plasmid DNA‬يتم ترتيبه في‬
‫‪ -‬تابع التجارب على بويضة الضفدعة‬
‫ العوامل الرئيسية في تشكل النيوكلوسوم هي‪:‬‬‫ ‪ -1‬انزيم نظير طرفية الحمض النووي رقم ‪DNA-topo- (1‬‬‫‪ ) Isomerase I‬يعمل على تفاعل الحمض النووى مع الهستونات‬
‫ ‪ -2‬البالزما النووي بروتين النواة (‪) Nucleoplasmin‬‬‫ والذي يجعل النيكلوسومات ال تذوب في سائل النواة ‪.‬‬‫ لقد حقن قوردن نواة خلية مخ في البويضة في ‪ 3‬مراحل مختلفة‪:‬‬‫‪ -1‬كاملة النمو ‪ :‬فإنها انتفخت وصنعت احماض نووية (‪)RNA‬‬
‫‪ -2‬اثناء عملية النمو‪ :‬فإن مادتها الكروماتينية تتكثف وقد تكون‬
‫كروموسومات وخيوط مغزل وتستعد لإلنقسام وال تصنع احماض‬
‫نووية ( ‪)RNA‬‬
‫‪ -3‬غير مخصبة‪ :‬يتوقف تصنيع األحماض(‪)RNA‬وتبدأ تصنيع (‪)DNA‬‬
‫وهذا يدل على توجيه اليستوبالزم للنواة حتى لو كانت نواة خلية‬
‫سرطانية من نواة خاليا ( ‪ )Hela‬حيث امكن تصنيع ثالث بروتينات‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫• ان سيتوبالزم البويضة يحتوى على عوامل تعيد البرمجة للنواة ‪:‬‬
‫• أحدها يعمل على إعادة تنشيط الجينات الساكنة (‪)5S genes‬‬
‫( والتي عادة تكون نشيطة في مرحلة تكوين البويضة )‬
‫• والعامل الثاني يعمل على تثبيط الجينات النشطة في النواة البالغة‪.‬‬
‫• فحقن نواة بالغة في الحويصلة الجرثومية تجعلها تصنع احماض نووية‬
‫صغيرة (‪ ) 5S-RNA‬والتي ال تصنع إال في البويضات املبيضية وال تصنع‬
‫في الخاليا البالغة‪.‬‬
‫• مما يشيرإلى ان نواة هذه البويضات ربما تحتوى على عامل(ربما بروتين)‬
‫يستطيع ان يعيد تنشيط الجينات املبيضية (‪)5S genes‬الساكنة او‬
‫الكامنة في الخاليا البالغة‪ .‬والبويضات الفاقدة لهذا العامل ال يمكن‬
‫تنشيطها‪.‬‬
‫• لذلك اثناء عمل االستنساخ ال تنمو معظم االجنة الناتجة من حقن‬
‫لألمشاج‪ %10‬نسبة نجاح االستنساخ)‪.‬‬
‫البويضات (~‬
‫انوية الخاليا الجسدية في‬
‫التكوين الجزيئ‬
‫نضوج بويضة البرمائيات‬
‫‪Maturation of Xenopous Oocytes‬‬
‫• تبدأ مرحلة نضوج البويضات مع التقدم في مراحل اإلنقسام اإلختزالي‬
‫حتى تصل مرحلة اإلخصاب ‪.‬‬
‫• التغيرات الشكلية التى تحدث اثناء نضوج البويضة ‪:‬‬
‫ تكسر الحويصلة الجرثومية )‪Germinal Vesicle Break Down) (GVBD‬‬‫• تبدأ عملية التكسر في الغشاء النووى )‪ (GVBD‬من جهة القطب‬
‫الخضري ثم تتجه للقطب الحيواني‪.‬‬
‫• يتبعها تكثف الكروموسومات الفرشائية وترتبط بخيوط املغزل وتتالش ى‬
‫النويات تاركة املنظمات النووية تتالش ى فيما بعد‪.‬‬
‫• كالهما خيوط املغزل واملنظمات النووية تتحرك جهة القطب الحيواني‬
‫ثم يتبعها عملية األنقسام اإلختزالي األول وخروج الجسم القطبي األول‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫تحفيز عملية نضوج البويضات‬
‫يتم تحفيزعملية نضوج البويضات في معظم الفقاريات بواسطة الهرمونات‪.‬‬
‫في البرمائيات املحفز هو هرمون البروجسترون والذي يتم افرازه من الخاليا‬
‫الحويصلية باملبيض تحت تأثيرالهرمونات التناسلية والتي تفرز من الغدة‬
‫النخامية بعد بلوغ األنثى‪.‬‬
‫لقد وجد بأن بعض املواد األخرى يمكن ان تحفزعملية نضوج البويضات‬
‫مثل(كلوريد الالنثيوم والبروبانول واألنسولين ) حيث تعمل على تشكيل روابط‬
‫مع الكالسيوم وتزيد من الكالسيوم الحر في السيتوبالزم ‪.‬‬
‫لذلك فانه من املحتمل ان النساء التي لديهن مقاومة لألنسولين ربما تتكون لديهن‬
‫مبايض متحوصلة الن لم تكتمل فيها عمليات النضوج للبويضات في‬
‫الحويصالت وبالتالي ال يحصل تبويض‪ ،‬فتنمو حويصلة اخرى بدون تبويض‪.‬‬
‫واملقاومة لألنسولين هنا قد تكون في عدم قدرالبويضات على تصنيع مستقبالت‬
‫لألنسولين‪.‬‬
‫فقد لوحظ تدفق ايونات الكالسيوم عند اضافة البروجسترون لبويضة الضفدعة‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫كما ان ايونات املاغنيسيوم وايونات البوتاسيوم تستطيع ان تحفزالنضوج‪.‬‬
‫تابع تحفيز عملية نضوج البويضات‬
‫التغيرات الكيميائية ‪:‬‬
‫الزيادة السريعة ملحتوى أيونات الكالسيوم الحر(‪ )Ca++‬في البويضة‬‫ تنشيط انزيم األدنين الحلقي الخاص بالغشاء( ‪Adenylate‬‬‫‪) cyclase‬‬
‫ والذى بدوره يصنع أحادى فوسفات األدنين ( ‪ ) cAMP‬من (‪.) ATP‬‬‫• يهبط محتوى احدى فوسفات األدنين( ‪ (cAMP‬بشكل حاد بعد ‪60-15‬‬
‫ثانية من إضافة البروجسترون ثم يعود لمستواه بعد ساعة‪.‬‬
‫• بعد ~‪ 8-6‬ساعات من إضافة البروجسترون لبويضات الضفدعة يتوقف‬
‫تصنيع األحماض النووية الريبوسومية (‪ ) rRNA‬عندما تضمحل‬
‫النوويات‪.‬‬
‫• كذلك الحمض النووي للمنظمات النووية ( ‪ )rDNA‬ال ينسخ وال‬
‫يتضاعف‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫المعاملة بالبروجسترون تحفز الزيادة في استهالك األكسجين وتصنيع‬
‫البروتين في بويضات الضفدعة زينوبس‪.‬‬
‫هذه الزيادة في تصنيع البروتين هي زيادة عددية وليس نوعية( من‬
‫‪ 600‬بروتين ‪ 5‬فقط تزداد خالل مرحلة النضوج‪.‬‬
‫هناك تصنيع لبروتينات مختارة من الهستونات(‪.) H2A;H2B;and H4‬‬
‫حيث تزداد من ‪ 50-20‬مرة وان هستون رقم ‪ )H1(1‬يبقى دون تغير‪.‬‬
‫لذا فإن تحضير البروتين وإنتاج الطاقة متطلبة للمرحل المبكرة‬
‫للنضوج‪.‬‬
‫إال ان تكسر الحويصلة الجرثومية ال يتطلبها فيما بعد‪.‬‬
‫ليس هناك تحضير للحمض النووي (‪ )DNA‬عدى الموجود‬
‫بالميتوكندريا‪.‬‬
‫وفيما يلي مخطط يوضع المواد التي تصنع ذاتيا داخل البويضة‬
‫والمواد التي تخزن فيها من خارجها مخطط والعالقة بين البويضة‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫مرحلة النضوج للبويضة‬
‫والخاليا الحويصلية والهرمونات اثناء‬
‫مخطط يوضع العالقة بين البويضة والخاليا الحويصلية والهرمونات اثناء مرحلة النضوج للبويضة المواد‬
‫التي تصنع ذاتيا داخل البويضة والمواد التي تخزن فيها من خارجها‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫مخطط يوضع العالقة بين البويضة والهرمونات وقناة البيض والكبد اثناء مرحلة النضوج للبويضة‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫• تزداد املحصلة الكلية لنشاط انزيم بلمرة الحمض النووي ( ‪DNA‬‬
‫@ ‪.)Polymerase‬تزداد أربع مرات خالل مرحلة النضوج‪.‬‬
‫• هذا البناء والزيادة في تصنيع الهستونات تحتاجها البويضة اثناء التفلج‪.‬‬
‫• تتم إضافة الفسفور للبروتينات الذائبة واملرتبطة بالغشاء قبيل مرحلة النضوج‪،‬‬
‫والتي قد تساعد في تفكيك الغشاء النووي‪.‬‬
‫• التغيرات في محتوى (‪ ) cAMP‬واضافة الفسفور للبروتين بعد التحفيز‬
‫بالبروجسترون تؤدي الى بداية تحرر أيونات الكالسيوم وانخفاض (‪ )cAMP‬يؤدي‬
‫الى إزالة الفسفور عن البروتينات التي توجد في البويضات كاملة النمو‪.‬‬
‫• تحدث زيادة في نشاط أنزيم البروتين كاينيزاملعتمد على ايونات الكالسيوم الحرة‬
‫هذه الزيادة قد تؤدي الى تكثف الكروموسومات عن طريق الهستون رقم ‪. )H1 (1‬‬
‫كذلك ينشط البروجسترون عامل منش ئ مرحلة النضوج ( ‪Maturation‬‬
‫)‪ )Promoting factor (MPF‬في سيتوبالزم البويضة للبرمائيات‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫ عامل منش ئ مرحلة النضوج( ‪Maturation Promoting factor‬‬‫)‪ (MPF‬يتكون من جزيئين البروتين الحلقي ب‪ ،‬والفسفوري ‪34‬‬
‫(‪ )Cyclin B & P34 protein‬ونشاط الفسفوري يعتمد على‬
‫وجود البروتين الحلقي‪.‬‬
‫ حقن عامل منش ئ مرحلة النضوج )‪ (MPF‬في أي انواع البويضات يحفز‬‫تكسر الحويصلة الجرثومية فيها واستئناف األنقسام اإلختزالي‪.‬‬
‫ هذا العامل يختفي في نهاية مرحلة النضوج ثم يعود مع بداية التفلج‪.‬‬‫ يحفزالبروجسترون العامل)‪ (MPF‬عن طريق تنشيط ترجمة الحمض‬‫املرسل (‪ )c-mos proto oncogene) )c-mos-mRNA‬واملخزن‬
‫داخل السيتوبالزم‪ .‬لكي ينتج بروتين فسفوري (‪)MOS protein‬‬
‫والذي يعتبرمهم إلكمال النضوج للبويضة‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫‪-‬‬
‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫البروتين الفسفوري(‪ )MOS‬هوعبارة عن بروتين كاينيزينشط بروتين‬
‫الكاينيزالطافر( ‪mitogen-activating protein kinase‬‬
‫‪ ) )(MAPK‬لذلك يسمي (‪ (MAPKK‬والذي بدورة ينشط عامل‬
‫منش ئ النضوج ‪(MPF‬‬
‫األمرالذي يؤدي الى اضافة الفسفورلبروتين الكرموسومات لتستأنف‬
‫األنقسام األول‪.‬‬
‫وإضافة الفسفور للغشاء النووى ليتحلل‬
‫كما يعمل عامل النضوج على تغيرات في غشاء البويضة استعدادا‬
‫لعملية التبويض وخروج البويضة من املبيض‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫ عامل الركود الخلوي ‪Cytostatic factor(CSF) :‬‬‫ يظهرعامل الركود الخلوي(‪ )CSF‬في نهاية مرحلة النضوج‬‫‬‫‪-‬‬
‫‬‫‪-‬‬
‫فإذا حقن عامل الركود الخلوي في مرحلة التفلج يتوقف األنقسام‬
‫وتبقى الفلجات في الطور األستوائي‪.‬‬
‫يعمل عامل الركود الخلوي على إزالة البلمرة أو التشكل لإلنيبيبات‬
‫خيوط املغزل (الطور اإلنفصالي )‪.‬‬
‫دور عامل الركود الخلوي يكون عند الطور األستوائي الثاني للبويضة‬
‫غيراملخصبة ‪.‬‬
‫كذلك فإن خلط العصيرالنووي بالسيتوبالزم ضروري لعملية النضوج‬
‫السيتوبالزمي‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫دور الخاليا الحويصلية‬
‫الخاليا الحويصلية تحيط بالبويضة في املبيض وتكون على شكل طبقة واحدة في‬
‫معظم الفقاريات وعدة طبقات في الثدييات وتعمل على‬
‫‪ -1‬حماية البويضة ودعامتها داخل املبيض‬
‫‪ -2‬تغذية البويضة‬
‫‪ -4‬نقل بعض املواد والجزيئات الى البويضة لتخزينها في سيتوبالزم البويضة‬
‫‪ -3‬انتاج الهرمونات الجنسية لتنشيط ونضوج البويضة‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫تكوين الحيوانات املنوية ‪Spermatogenesis‬‬
‫• تنشأ األمشاج من الخاليا الجرثومية االولية (‪Primordial germ cell‬‬
‫)‪ PGCs‬والتى هاجرة الى املنسل غير املتميز لكي تتحول إلى‬
‫• خاليا أمهات املني ‪Spermatgonia‬‬
‫والتي تتضاعف باالنقسام غير املباشر(‪ )Multiplication‬ثم يكبر بعضها‬
‫وتزداد في الحجم لتعطي‬
‫• خاليا منوية ابتدائية ‪Primary Spermatocytes‬‬
‫تدخل األنقسام األختزالى األول حيث يقترن فيها كل كروموزومين متشابهين ليكونوا‬
‫االجسام الرباعية ‪Tetrades‬‬
‫• تنقسم الخاليا املنوية األبتدائية الى خاليا منوية ثانوية‬
‫‪. Secondary Spermatocytes‬‬
‫• تكمل الخاليا املنوية الثانوية اإلنقسام اإلختزالى الثاني لتعطي الطالئع املنوية‬
‫(‪ ) Spermatids‬والتي تكمل مرحلة التحور النطفي قتتحول من الشكل الخلوي‬
‫العادي الى حيوانات منوية بدون انقسام (‪.)Spermiogensis‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئي للحيوانات المنوية‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫لماذا تدخل الخاليا المنوية اإلبتدائية اإلنقسام األختزالي!‬
‫وجود معقدات اإلرتفاق الكروموسومي )‪ )Synaptonemal complex‬في‬
‫مناطق العبور لإلنقسام اإلختزالي‪.‬‬
‫تتكون المعقدات من بروتينات ‪+‬احماض نووية ال تحتوى على ‪ DNA‬تلعب‬
‫دورا للحفاظ على التزاوجات الكروموسومية‬
‫فهي مهمه لعملية تبادل المادة الوراثية بين الكروموسومات‬
‫هناك تحضير خاص للحمض النووي (‪ ) DNA‬بعد التضاعف األخير‬
‫للكروموسومات له اهمية من حيث العدد ومرتبط بالبروتينات والدهون‬
‫فإن تصنيع أنزيم مصلح الحمض النووي (‪) DNA-Repir Enzymes‬يصل‬
‫ذروته عند وقت تبادل الجينات ( في الطور الضام )‬
‫بعد عملية األنقسام األختزالى وتكوين الطالئع المنوية ( ‪)Spermatids‬‬
‫تدخل مرحلة النضوج أو التحور النطفي (‪)Spremiogenesis‬‬
‫• حيث تختزل معظم مادة سيتوبالزم وكذلك األحماض النووية‬
‫والنواة تتكثف (انظر تركيب الحيوان المنوي وأجزائة وأهميتها)‪.‬‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫* رأس الحيوان المنوي يحتوي على ‪:‬‬
‫الجسم الثاقب أو قمة المنية ( ‪ )Acrosome‬للحيوان المنوي تحتوي‬
‫على انزيمات (الفسفاتيز ‪ /‬األكروسين ‪ /‬الهيالورونديز)‬
‫الحمض النووي للنواة احادى (‪ )1n‬مرتبط بشكل قوي مع بروتينات‬
‫قاعدية ‪.‬‬
‫الهستونات االعتيادية يتم استبدالها بهستونات غنية باألرجنين‬
‫فالحمض النووي قد كبح بشكل تام وغيرنشط وليس فيه نويات‬
‫* القطعة المتوسطة للحيوان المنوي ‪:‬جيد التكوين تحتوي على‬
‫الميتوكندريا والحبيبتان المركزيان للجسم المركزي القريبة والبعيد ة‬
‫تشكل الجسم القاعدي لتكوين الذيل‪.‬‬
‫* الذيل‪ :‬يركب من ‪ 2+9‬ألياف األنيبيبات الدقيقة( التيوبلين)المهمه‬
‫لحركة الذيل ودور الديانين( ‪ )Dynein‬واألذرع في الحركة‬
‫فالحيوان المنوى خلية متخصصة فقدت معظم ريبوسوماتها وليس لها‬
‫كالفيروس لحقن الحمض النووى‬
‫القدرة على تصنيع البروتين ومهمتة‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫داخل البويضة ‪.‬‬
‫مقارنة تكوين الحيوانات المنوية‬
‫بالبويضات‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬
‫شكرا لحسن انصاتكم‬
‫ومشاركتم‬
‫وكل عام وانتم بخير‬
‫التكوين الجزيئ لألمشاج‬