Poszukiwanie momentu zrodzenia człowieka

3.1. Zdarzenia bezpośrednio poprzedzające zapłodnienie

Do spotkania komórki jajowej z plemnikiem, w czasie którego może zajść za-płodnienie, dochodzi w tzw. bańce jajowodu (ampulla). Jest to część jajowodu o najszerszym świetle. Tu dociera wychwycony z jajnika przez strzępki jajowodu fragment ciała matki, jest on jakby uwolnionym unoszonym ruchami rzęsek jajo-wodu całym narządem rodnym, w skład którego wchodzą komórki tzw. wzgórka jajonośnego, tworzące wieniec promienisty (corona radiata) wokół komórki jajowej usytuowanej w jego centrum. Komórka ta otoczona jest własnym zewnętrznym płaszczem zbudowanym z glikoprotein (zona pellucida). Ze strony przeciwnej w kierunku tego kompleksu przemieszcza się w jajowodzie płynna zewnętrzna tkanka pochodzenia ojcowskiego złożona z setek milionów plemników, które wraz z plazmą nasienia zostały wprowadzone w pobliże szyjki macicy przez ojca w czasie współżycia płciowego. Plemniki przechodzą dwie fazy dojrzewania (szybką i wolną), ostatnia ma miejsce w kryptach szyjki macicy15. W kontakcie z płodnym śluzem szyjkowym, plemniki stają się zdolne do zapłodnienia.

Ku jednej komórce jajowej przemieszczają się setki lub dziesiątki milionów plemników wspieranych w swym ruchu ruchami rzęsek jajowodów. Plemniki będą teraz dzieliły między siebie zadania i łączyły się działaniami, by w końcu jeden z nich dotarł do błony komórkowej komórki jajowej. Część plemników zostanie zjedzona przez limfocyty matki16. Gdy komórki immunologiczne matki zajęte będą ich li-kwidacją (wstępna selekcja plemników), wtedy inna część plemników bezpiecznie przejdzie kapacytację (dojrzewanie) i dotrze do komórek wieńca promienistego 15 J. Talarczyk-Desole, Ocena związku wybranych polimorfizmów genów receptora estrogenowego 1 i 2

oraz wykładników apoptozy plemników z parametrami określającymi zdolność zapładniającą gamet męskich, praca doktorska, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu 2014,

s.22-23, dostępna pod adresem: http://www.wbc.poznan.pl/Content/337840/index.pdf

otaczającego oocyt (pokryty otoczką przejrzystą). Szyjka macicy ułatwia zatem zadanie przemieszczania się plemnikom, produkując płodny śluz, wspiera i konty-nuuje „pracę” organizmu ojca, który wyprodukował plemniki i umieścił je w dro-gach rodnych kobiety. Po przedostaniu się w pobliże komórki jajowej, dochodzi do reakcji akrosomalnej (obejmuje ona zmiany w przedniej części główki plemnika, uwolnienie zawartych w niej enzymów, spenetrowanie otoczki przejrzystej oraz połączenie się błon komórkowych komórki jajowej i plemnika17). Komórka jajowa otoczy wtedy swoją błoną główkę plemnika i wciągnie ją do swego wnętrza. Proces ten przypomina fagocytozę (zjedzenie przez komórkę), główki plemnika.

3.2. Od zapłodnienia do zrodzenia

Teraz w zygocie (tak nazywa się zapłodniona komórka jajowa) obecne już są wszystkie elementy składowe, które muszą zostać jedynie uporządkowane w procesie powstawania rodzonego właśnie człowieka. Wraz z przyjęciem do wnętrza oocytu główki plemnika rozpoczęło się bezpośrednie rodzenie (powstawanie) nowego człowieka. Dostarczenie przez plemnik do oocytu dopełniających go elementów jest zapłodnieniem tego oocytu. Teraz oocyt staje się zygotą, a w jej wnętrzu zachodzi szereg istotnych zmian. Oocyt II rzędu powstał po zakończeniu I podziału mejotycz-nego, co nastąpiło na krótko przed owulacją. Podział ten jest wyjątkowy, ponieważ był zatrzymany na jednym z wczesnych etapów (w diplotenie profazy) przez wiele lat. Oocyt pozostawał w takim „uśpieniu” od chwili, gdy powstał (w pierwszych kilku tygodniach śródmacicznego życia dziewczynki w zawiązku jednego z jej jajników) do momentu jajeczkowania (u dojrzałej już kobiety), w trakcie którego dojrzał i pękł pęcherzyk jajnikowy, zawierający właśnie ten oocyt.

W trakcie I podziału mejotycznego oddzielane jest od oocytu (I rzędu) małe tzw. pierwsze ciałko kierunkowe, zawiera ono prawie sam materiał genetyczny. Zdecydowana większość cytoplazmy oraz potrzebne do utrzymania życia organelle komórkowe pozostają w oocycie, który teraz nosi nazwę oocytu II rzędu. Jądro oocytu zostaje teraz znów zatrzymane w trakcie podziału, tym razem w nieco późniejszym stadium: metafazy. Mniejsze od niego pierwsze ciałko kierunkowe przylega do dużego oocytu w obrębie otoczki przejrzystej, dlatego oocyt jest nieco odsunięty w tym miejscu od otoczki przejrzystej, nie przylega już do niej ściśle całą 17 P. Marianowski, Molekularne aspekty procesu zapłodnienia, „Nowa Medycyna” 6/1999, s. 5-6, http://www.czytelniamedyczna.pl/1201,molekularne-aspekty-procesu-zaplodnienia.html; H. Bartel,

swoją powierzchnią. Oocyt II rządu, pozbawiony łączności z organizmem matki, jeśli nie spotka plemnika i nie zostanie zapłodniony, może pozostać żywy jedynie przez jeden dzień. Plemniki w środowisku płodnego śluzu szyjki macicy przeżywają kilka razy dłużej.

Jeśli dojdzie do zapłodnienia, zawartość główki plemnika zostanie wprowadzo-na do wnętrza oocytu, a ten zostaje wtedy wprowadzo-nazwany przez biologów zygotą. Teraz zygota (czyli oocyt II rzędu) musi dokończyć zatrzymany w metafazie II podział mejotyczny (stanie się wtedy dojrzałym oocytem), aby dopasować swoje jądro do jądra wniesionego przez plemnik. Oba jądra przechodzą szereg przemian (w każdym zachodzą inne procesy), tak by mogły przekształcić się w przedjądrza, a następnie by w kariogamii połączyć się w jedno jądro nowego zrodzonego człowieka. Dopiero zatem po zapłodnieniu zostaje wyrzucone II ciałko kierunkowe. Stanowi to dowód

zapłodnienia, świadectwo przebiegającego właśnie procesu rodzenia nowego

czło-wieka. II ciałko kierunkowe również, tak jak poprzednie jest bardzo małe w porów-naniu do oocytu, który zachowuje (także i po tym podziale mejotycznym) prawie całą zawartość cytoplazmy ze wszystkimi organellami wewnętrznymi.

W dojrzałym oocycie oba jądra (pochodzące od matki i od ojca) są już po za-kończeniu własnych podziałów mejotycznych. W dalszym jednak ciągu różnią się od siebie, ponieważ jądro pochodzące od ojca, przyniesione przez plemnik, ma inaczej upakowaną chromatynę w swoim wnętrzu. Podczas, gdy jądro pochodze-nia matczynego posiada DNA nawinięte na białka histonowe, to DNA w jądrze otrzymanym od ojca w 90% nawinięte jest na inne białka, tzw. protaminy. Takie upakowanie jądra ojcowskiego pozwala na silniejsze zwinięcie w jego wnętrzu DNA18, a co za tym idzie: zmniejszenie objętości tego jądra, co ułatwia plemnikowi transport mniejszego jądra. Takie ścisłe upakowanie DNA spełnia także funkcję ochronną, zabezpiecza transportowany przez plemnik materiał genetyczny przed transkrypcją w niewłaściwym terminie. Pozwala to również na przeniesienie DNA ojca w niezmienionym stanie do oocytu. W zygocie, która po ukończeniu mejozy stała się dojrzałym oocytem, znajdują się zatem dwa jądra różnie zorganizowane: jedno pochodzące od ojca, drugie od matki.

Wraz z jądrem plemnik wniósł do komórki jajowej inną bardzo ważną strukturę: centrosom (zbudowany z dwóch skrzyżowanych ze sobą centrioli), który w plemni-ku stanowił ciałko bazalne witki usytuowane u jej podstawy. Witka oderwała się od główki plemnika tuż za ciałkiem bazalnym w momencie zapłodnienia, po wykonaniu 18 E. Wiland, M. Żegało, M. Kurpisz, Topologia chromosomów w jądrze komórkowym. Plemnik. Część 2, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej”, (online), 2006; 60, s. 344,348-349.

swojego zadania, tj. po dostarczeniu zawartości plemnika w pobliże błony oocytu. Centrosom, który teraz stanie się tzw. ciałkiem środkowym, jest bardzo ważnym elementem komórki, wokół niego organizuje się bowiem cała jej wewnętrzna budo-wa. Centriole wchodzące w skład centrosomu podwajają się19 jeden raz w każdym cyku podziałowym. Duplikacja centrosomu jest ściśle skorelowana z replikacją DNA w jądrze komórkowym. Oba procesy są ze sobą zsynchronizowane, obydwa są inicjowane w podobnym czasie i regulowane przez te same kompleksy białek20. Duplikacja centrioli wchodzących w skład centrosomu i replikacja DNA przebiegają na podobnej zasadzie, obie są semikonserwatywne. Każda centriola (wchodząca w skład centrosomu) wytwarza centriolę potomną. Jak w każdej z uzyskanych w procesie replikacji podwójnych nici DNA jedna z podwójnej spirali (helisy) jest nicią macierzystą, a druga – nowozsyntetyzowaną, tak również w każdym nowym centrosomie są dwie centriole: jedna ojcowska a druga potomna. Każda nowa para centrioli (tj. każdy z nowych centrosomów) przemieszcza się na przeciwległy bie-gun jądra komórkowego. Obie pary biorą udział w utworzeniu dwubiebie-gunowego wrzeciona mitotycznego.

3.3. Zrodzenie nowego człowieka

Rodzenie (powstawanie) nowego człowieka jest ściśle związane z centrosomem pochodzenia ojcowskiego. Zakończy się ono dopiero, gdy ustali się nowy porządek w budowie pierwszej komórki nowego organizmu i wszystkie jej organelle (we-wnętrzne części składowe komórki) zjednoczą się we wspólnym działaniu jako jedna kompletna, doskonała komórka. Aby rodzenie (którego kresem jest zrodzenie) człowieka, dobiegło końca, koordynację funkcjonowania całej komórki musi podjąć centrosom przyniesiony przez plemnik. Dochodzi wtedy także do przekształceń obu jąder, które teraz stają się przedjądrzami: żeńskim i męskim. Aby utworzone oba przedjądrza mogły się teraz połączyć, nowy centrosom (pochodzenia ojcowskiego) pokieruje formowaniem mikrotobularnej struktury w kształcie gwiazdy, jakby torów po których przedjądrza zostaną do siebie zbliżone. Teraz zygocie przysługuje miano

ootydy, co oznacza komórkę posiadającą dwa przedjądrza. Po zakończeniu

koniecz-nych procesów wewnętrzkoniecz-nych przedjądrza połączą się, tworząc płytkę metafazalną dzielącego się (zjednoczonego) jądra zygoty. Wtedy również centrosom podwaja 19 M. Bornens, M. Théry, Centrosome https://www.youtube.com/watch?v=iJODgWKOn2M

20 A. Białkowska, A. M. Kaczorowska, K. Kluzek, Rola centromerów w komórkach i ich potencjalny

się tak, że każda centriola wchodząca w jego skład wytwarza centriolę potomną, która jest syntetyzowana prostopadle do centrioli rodzicielskiej21.

Oba centrosomy utworzą bieguny wrzeciona mitotycznego. Na każdym biegunie wrzeciona podziałowego będzie znajdował się jeden centrosom, w każdym z nich centriole będą miały różne pochodzenie (jedna rodzicielska, druga potomna). Na jednym biegunie znajdzie się para ojciec – młodszy syn, na drugim starszy syn – syn starszego syna (wnuk w stosunku do ojca). Podejrzewa się, że właśnie to pocho-dzenie nowych potomnych centrioli, które warunkuje ich różny wiek (wynikający z kolejności ich powstawania) może mieć znaczenie w orientowaniu się komórek wobec siebie w procesie rozwoju. Każda komórka po podziale dziedziczy inny ze-staw centrioli (jedna: ojciec – młodszy syn, druga: starszy syn – jego syn). Budowa centrosomów (prostopadle do siebie ustawione centriole) i ich przemieszczanie się w trakcie cyklu podziałowego są gwarancją utrzymania właściwych płaszczyzn podziałów komórkowych, każdy bowiem kolejny podział komórek odbywa się w płaszczyźnie prostopadłej do poprzedniego. Płaszczyzny kolejnych podziałów krzyżują się.

To właśnie któryś z tych dwóch momentów jest chwilą zrodzenia nowego czło-wieka: albo początek procesu zbliżania do siebie przedjądrzy, który kierowany jest już przez nowy (pochodzenia ojcowskiego) centrosom (jest to jakby rozpoczęcie odwróconego procesu podziału), albo też samo połączenie się materiału genetycz-nego od obojga rodziców tuż przed pierwszym podziałem zygoty, która teraz jest już

kompletnym jednokomórkowym organizmem zrodzonego właśnie człowieka.

Oba te zdarzenia są wyrazem wspólnego, zgodnego i zsynchronizowanego funk-cjonowania wszystkich organelli wewnętrznych wchodzących w skład skompliko-wanego żyjącego układu, jakim jest komórka. Wszystkie części pochodzące od

obojga rodziców zostały zjednoczone w jedną kompletną całość. Ze zjednoczenia

dwóch komórek generatywnych powstała jedna wyjątkowa komórka somatyczna.