Groefsteken

De Groefsteken de zygote is een celdeling in de vroege embryogenese. Het volgt op de bevruchting en maakt deel uit van de pre-embryonale ontwikkeling. Fouten in splitsingsdeling worden geassocieerd met genmutaties zoals trisomieën of ouderlijke stoornissen.

Wat is de groef?

Aan het begin van de embryogenese delen de cellen zich door de bevruchte eicel af te knijpen. Dit proces wordt ook wel groeven of Voorafdeling de zygote duidt op en komt voor in alle meercellige levende wezens.

Het embryo wordt tijdens deze celdeling niet groter, maar wordt gesegmenteerd. De vorenafdeling heeft een hoog tempo omdat er geen nieuwe productie van biologische componenten nodig is. Op deze manier kan in theorie elke zeven tot acht minuten een kernindeling plaatsvinden.

In tegenstelling tot conventionele celdeling zijn de delingen synchroon en verandert de kern-plasma-relatie permanent met een verkorte celcyclus bestaande uit een S- en M-fase. Het eindproduct van de groeven is de zogenaamde morula. Dit is een met cellen gevulde bol die de blastormers bevat. Deze blastomeren zijn de cellen die het resultaat zijn van deling.

Er worden in totaal drie verschillende soorten groeven onderscheiden: het meroblastische groeven van vissen, reptielen, insecten en vogels, het holoblastisch groeven van zoogdieren en amfibieën en het spiraalvormig groeven van ringwormen en weekdieren.

Functie en taak

Voorverdelingen behoren tot de pre-embryonale fase van de embryonale ontwikkeling en volgen op de bevruchting van de eicel. De splitsing wordt voorafgegaan door de versmelting van de celkern in de eicel. Enkele uren later begint de eerste celdeling, die aanleiding geeft tot de morula van een tweecellig stadium tot een viercellig en achtcellig stadium.

De morula is een ronde cluster van cellen die verschijnt op de derde of vierde dag na de bevruchting. De celdelingen vinden plaats in de vorm van mitose. De volgende cellen zijn genetisch identiek aan de zygote en worden daarom ook wel klonen genoemd.

De morula verandert binnen vijf tot zes dagen in een kiemblaasje of blastula in de eileider en nestelt zich in deze vorm in het slijmvlies van de baarmoeder. Het groeven van de zygote is dus een belangrijke voorbereidende stap voor de embryonale ontwikkeling en heeft een overeenkomstig hoge waarde voor de voortplanting.

Aan het begin van elke splitsing worden de cellen, maar niet het plasma, meer. Dus de cellen groeien later en verdelen zich momenteel alleen in blastomeren van afnemende grootte.

In het plasma van de zygote zit dooier, met verschillende distributie. Gewoonlijk staat een zijde die relatief arm is aan dooier tegenover een relatief dooierrijke zijde. De overgang tussen deze twee kanten wordt de grijze maansikkel genoemd. De dooierverdeling bepaalt hoe de mitotische deling van de zygote in detail verloopt. Dooierrijke plaatsen worden de vegetatieve pool genoemd en zijn onderhevig aan langzame groeven. Bij de zogenaamde dierenpool van de dooierarme kant vindt de voor met een hogere snelheid plaats. De verschillende soorten groeven zijn dus gerelateerd aan de verdeling van de dooier.

Het volledig gelijkmatige groeven vindt bijvoorbeeld plaats in isolecithale dooiers. De dooier is relatief gelijkmatig verdeeld over deze zygoten. De volledig gelijkmatige groefvorming zorgt voor gelijkmatig verdeelde blastomeren van ongeveer dezelfde grootte en komt voornamelijk voor bij holoblastische dieren.

Het tegenovergestelde is totaal onbillijk of schijfvormig groeven. Het veronderstelt een telolecithale dooierverdeling, waarbij de dooier zich voornamelijk op de vegetatieve pool van de zygote bevindt. Eieren met een bijzonder grote hoeveelheid dooier aan de vegetatieve pool gaan door de schijfvormige groef. De meroblastische dieren zijn bijvoorbeeld wezens met dit soort groef.

Het derde type voorverdeling is de oppervlakkige groef. Het vindt plaats op centrolecithale eieren, waarvan de dooiers erin zitten. De nieuwe cellen vormen zich op het oppervlak van het ei en de dooier blijft binnen.

Ziekten en aandoeningen

Chromosomale verliezen of duplicaties kunnen al optreden bij de eerste splitsing. In de regel zijn aandoeningen van de deling van de eicel of zaadcel vóór de bevruchting verantwoordelijk voor dergelijke symptomen. Tijdens mitotische deling worden bijvoorbeeld embryo's met een trisoom- of disome-cellijn aangemaakt waar dit niet nodig is.

Een uniparentale disomie kan mogelijk uitgroeien tot een isodisomie waarbij een ouderchromosoom geheel of gedeeltelijk wordt gedupliceerd. Genetische onderzoekers kennen zulke chromosomale afwijkingen als mozaïeken. Patau-syndroom is bijvoorbeeld een gerelateerde ziekte die verband houdt met een trisomie van chromosoom 13. Het syndroom wordt in verband gebracht met een hoge mortaliteit en is in verband gebracht met doodgeboorten. Misvormingen van de ledematen maken net zo goed deel uit van het ziektebeeld als hartafwijkingen of ontwikkelingsstoornissen van de hersenen en misvormingen van het centrale zenuwstelsel.

Het Edwards-syndroom staat daarentegen bekend als trisomie 18. Hartafwijkingen, ontwikkelingsstoornissen in de hersenen en misvormingen in het centrale zenuwstelsel zijn ook aanwezig bij deze ziekte. Misvormingen van de ledematen en de buikstreek zijn ook veel voorkomende symptomen.

Ziekten zoals het Prader-Willi-syndroom of het Angelmann-syndroom worden ook geassocieerd met een uniparentale disomie. Bij het Prader-Willi-syndroom is er gewoonlijk een aanleg voor zwaarlijvigheid en een klein postuur en een verstandelijke beperking. Het Angelmann-syndroom wordt gekenmerkt door epilepsie, misvormingen en ataxieën, evenals krampen, waarnemingsstoornissen en een sterke psychomotorische achterstand.

Hoe sterk trisomieën of disomieën in individuele gevallen zijn en hoezeer ze het leven van de getroffenen beïnvloeden, verschilt aanzienlijk van persoon tot persoon.