بحث عن الإخصاب المخبري
معلومات عن الإخصاب المخبري
بحث حول الإخصاب المخبري
شرح وحل ملخص مرحباً اعزائي طلاب وطالبات العلم في موقعنا باك نت يسرنا بزيارتكم أن نقدم لكم من كتاب الطالب 2023 شرح ملخص وحل تطبيقات دروس ونصوص مقترح كما نقدم لكم الأن أعزائي الطلاب... بحث عن الإخصاب المخبري
الإجابة هي
بحث عن الإخصاب المخبري
الإخصاب المخبري
شهدت فترة التسعينيات من القرن العشرين نهضة في الإقبال على علم الأحياء التكاثري, ويعود ذلك جزئياً إلى التطبيق الناجح لزراعة الأعراس والأجنة في التطبيقات الطبية والبيطرية والبيوتكنولوجية, كما يعود هذا الإقبال أيضاً إلى الحاجة الماسة له من قبل المجتمعات هذه الأيام.
في العلوم الطبية طُورت التقانات الحيوية التكاثرية المساعدة لتخفيف وتقليل العقم ,بينما دعت الحاجة في المجال الزراعي إلى تأمين المستلزمات والموارد الغذائية الحيوانية التي تتناسب مع الانفجار السكاني المتزايد من خلال تطوير إنتاجية القطعان الحيوانية الزراعية, وقد تم توثيق أول حالة في مجال التقانات الحيوية التكاثرية في عام 1783 عندما استطاع سبالانزاني الحصول على جرو من خلال التلقيح الاصطناعي, وحتى بدايات التسعينات استطاعت مدرسة إيفانوف الروسية تطوير المهبل الاصطناعي وتقانة التلقيح الاصطناعي لتستخدم في الخيول والأبقار والأغنام.
تعتمد تقانة التلقيح الاصطناعي عند حيوانات المزرعة أساساً على حقيقة أن قذفة الذكر تحتوي على الملايين من النطاف, والتي تكون نظرياً كافية لتلقيح المئات من الإناث. أما القفزة النوعية في هذا المجال فقد حدثت في أواخر العام 1940 عندما تمكن فريق من العلماء بقيادة شيس بولجو في جامعة كامبريدج بانكلترة بتجميد السائل المنوي .وبنفس الوقت شهد العصر تطور العديد من الطرق المتعلقة بفصل ومداولة الأعراس الأنثوية . تم توثيق الإخصاب المخبري
للبويضات عند الثديات في البداية لدى بينكوس قبل خمسين عام, اذ توصل الى حقيقة مفادها أن البويضات الرئيسية في الأرانب تتابع انقسامها الاختزالي بشكل تلقائي عند عزلها من حويصلها المبيضي ووضعها في وسط زرعي مناسب. حتى العام 1968 توصل جو سرينان في ايرلندا في دراساته إلى أن البويضات المستحصل عليها في المسالخ تستطيع إكمال نضجها النووي مخبرياً, وعلى الرغم من كون التقانات الحيوية التكاثرية قد طُبقت على الحيوانات الزراعية قبل الإنسان إلا أنه تم توثيق بعض التطورات الهامة في الدراسات المتعلقة بالبشر في العيادات
تتوقف فعالية التناسل في الطبيعة على السلوك التزامني للحيوانات , والفيزيولوجية المتزامنة في أعضائها التكاثرية والتفاعل المتزامن للأعراس الذكرية والأنثوية . هذه المبادئ الأساسية في التزامنات المختلفة السابقة يجب أخذها بعين الاعتبار في التقانات الحيوية التكاثرية المساعدة بغض النظر عن الطرق المستخدمة أو النوع الحيواني المدروس.
ينتج عن الإخصاب تخليق فرد جديد فريد. وذلك يضمن البقاء عن طريق نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى آخر, وعن طريق نشوء التباين والاختلاف , فإن ذلك يسمح للقوى التطورية بأن تعمل بشكل مناسب . بالإضافة إلى وظيفتها في حمل وتقديم الجينوم الأبوي تقوم النطاف بحث الأعراس الأنثوية الساكنة على نشاطها الايضي, محررة البويضات لتستأنف انقسامها الاختزالي وبالتالي فهي يمكن أن تقوم بفعل ساند للتشكل الجنيني المبكر . العديد من الآراء صورت الإخصاب على انه طريقة تفعيل واختراق خلية كبيرة من قبل خلية صغيرة. على العكس, يعد الإخصاب مثال شديد التعقيد والخصوصية لتفاعل خلية تجاه خلية , حيث تقوم كل خلية بتفعيل شريكتها, لذلك ومن اجل حث النشاط الايضي للبويضة , فإن النطفة نفسها يجب أن تُواجه وتستجيب لإشارات قادمة من البويضة . إن تفاعل النطفة والبويضة هو إجراء معقد عديد الخطوات يبدأ بتمييز نوعي للمستقبلات المتكاملة المنتشرة على أسطح كلا النوعين من الأعراس والتي تنتهي بالاقتران, أي الاتحاد ما بين الكروموسومات الأبوية والأمية , أما الحدث المركزي والهام في الإخصاب فهو اندماج الأغشية البلازمية لكلا العروسين .كلا التنشيطين للعروسين يتم تنظيمهما بتغيرات النواقل داخل الخلية مثل Ca+2 وH+1 والادينوزين أحادي الفوسفات الحلقي(cAMP) والادينوزين ثنائي الفوسفات الحلقي الريبوزومي (cADPr) والاينوسيتول 1,4,5 ثلاثي الفوسفات (IP3).
بالرغم من كون الأعراس الآتية من الفرد على الغالب متجانسة , لكنها في الحقيقة شديدة التخالف في مجتمعات الخلايا, إن البارامترات الفيزيولوجية, المحددة بدءاً من مسارات الايونات في الغشاء البلازمي, وصولاً إلى كمية ايون الكالسيوم Ca+2 المحررة إلى سيتوزول خلال التنشيط يمكن أن تختلف من خلية إلى أخرى, مع الأخذ بعين الاعتبار موضوع الحيوية والبقاء, تم تقدير ما نسبته 2% من النطاف عند قنفذ البحر والتي تكون قادرة على الإخصاب, بينما مكنتنا تقانة الإخصاب المخبري من دراسة عملية الإخصاب عند العديد من الحيوانات.
أعطت الدراسات المتعلقة بالحيوانات بعضاً من الصعوبة والتضليل في بعض الأوجه في هذا المجال , بقيت الدراسات المتعلقة بالأعراس عند الإنسان مقتصدة بعض الشيء, وبالتالي يجب اللجوء إلى سبل أخرى عن طريق الاعتماد على نماذج حيوانية من أجل التوسع في الدراسات المتعلقة بالبشر,هذا الأمر قد يكون مرضي من الناحية الفيزيولوجية ولكن يجب أن يكون هناك توجه لتوحيد الأوجه أو الاعتبارات, مع الأخذ بعين الاعتبار الانتباه جيداً إلى الناحية الجزيئية .
تعد عملية تخليق الأعراس المرحلة الأولى من التكاثر الجنسي ( تشكيل النطاف عند الذكرspermatogenesis و تشكيل البويضات عند الإناثoogenesis).
في كلا الجنسين تتشكل الخلايا الجنسية الأصلية (primordial germ cells) خارج الغدد الجنسية التي شكلتها. ففي الفئران نرى أن الخلايا الجنسية الأصلية تشاهد في البدء في الكيس المحي(yolk sac), حيث تكون قادرة على الحركة والاقتحام والهجرة خلال الأغشية الظهرية للمساريقا لتصل إلى قمم الغدد التناسلية(العرف التناسلي) و تستعمر الغدد الجنسية غير المتمايزة,ككتلة من طبقة جرثومية (أديم متوسط) على الجدار الظهري للجسم, تحتوي الغدد الجنسية غير المتمايزة أيضاً على عناصر من الكلية المتوسطة ,التي سوف تتمايز فيما بعد إلى شبكة الخصية عند الذكر والى الشبكة المبيضية عند الإناث.
عندما تنهي الخلايا الجرثومية الأولية هجرتها, تفقد خصائصها الحركية وتتكاثر بسرعة منقسمة انقسام خيطي لزيادة عددها. هذه الزيادة تكون متبوعة بفترة من النمو الخلوي, الذي يكون أكثر معنوية ووضوح عند الأعراس الأنثوية بالمقارنة مع الأعراس الذكرية.
إن مفتاح الأحداث لتشكيل الأعراس, في كلا الجنسين, هو اختصار أعداد الكروموسومات إلى النصف خلال الانقسام المباشر(الشكل 1.1). الانقسام المباشر هو دورة خلوية متوسطة تتألف من دورين متتابعين انعزاليين يليان دورة واحدة من تضاعف الـDNA, منتجة خلايا النسل وحيدة الصيغة الصبغية 1n, عند الإنسان تمتلك الخلايا الخضرية 46 من الكروموسومات, بالتالي فهي عند كل نطفة أو بويضة 23 كروموسوم فقط . ومع ذلك ينتهي هذا التشابه بين تشكيل النطاف والبويضات عند هذا الحد.
في الذكر كل خلية منوية رئيسية (primary spermatocyte) تنقسم مباشرة لإنتاج أربعة نطاف بدائية(نطيفات) تتطور فيما بعد لتكون النطاف, بينما عند الأنثى فإن واحدة من الأربع خلايا المنتجة من الخلية البيضية الأولية تتطور فقط لتصبح بويضة فعالة (الشكل1.2), إذ يلاحظ توزيع غير متساوي للسيتوبلاسم أثناء الانقسام عند إنتاج الخلايا الثلاث الصغيرة (الأجسام القطبية)التي تضمحل فيما بعد.
يحصل تمايز بين العروسين وهو اكتساب النطفة القدرة على إخصاب البويضة فقط في حال إتمام الانقسام المباشر, في معظم الحيوانات تكون البويضة قادرة على التفاعل مع النطفة قبل إتمام الانقسام المباشر, الانقسام المباشر عند البويضات يتوقف عند مراحل مختلفة من دورة الانقسام , حسب النوع الحيواني, ثم يتم استهلاله فيما بعد كنتيجة للإخصاب(الشكل 1.3). مع ذلك توجد بعض الاستثناءات عند بعض الأنواع كقنفذ البحر إذ تتم البويضات انقسامها المباشر قبل الإخصاب. وعند الحديث عن هذه الاستثناءات يمكن وصف الأعراس الأنثوية أثناء الإخصاب على أنها بويضات ناضجة, في جميع الحالات الباقية توصف الأعراس الأنثوية على أنها بويضات.إن الطريقة التي تكتسب فيها البويضة القابلية على التفاعل مع النطفة, شرحت من قبل Delage عام 1901 على أنها إنضاج سيتوبلاسمي, وعلى مايبدو أنها مستقلة عن الانقسام الخلوي . يجب ملاحظة أن البويضات التي تُخصب طبيعياً قبل إتمام الانقسام المباشر فإن البداءة الذكرية تبقى في حالة سكون في السيتوبلاسم حتى اكتمال الانقسام المباشر.
ما يجب ملاحظته هو أن حجم النطاف لا يتعدى جزء بسيط جداً بالمقارنة مع حجم البويضة إلا أنها خلايا طولية أبعادها 40 ميكرون عند قنفذ البحر ومن 2-5 مم عند بعض البرمائيات و12 مم عند بعض الحشرات.
هناك تنوع كبير في شكل النطاف ولكن على العموم يمكن تقسيم النطفة من الناحية الشكلية الى أربع مناطق للتبسيط:
1- الرأس ويحتوي على النواة والجسيم الطرفي
2- العنق والذي يضم الجسيم المركزي
3- القطعة المتوسطة والتي تحتوي على الميتوكوندريا
4- الذيل .
تعد النطفة خلية متراصة جداً تضم بعض البنى السيتوبلاسمية المتخصصة , متضمنة الذيل من اجل الحركة, والجسيم الطرفي الذي يعد واسطة للاندماج بين النطفة والبويضة.
تختلف أحجام البويضات بشكل كبير ففي اللافقاريات البحرية فقد يصل قطر البويضة إلى 60-150 ميكرون, أما عند الثديات يصل قطر البويضة إلى 100 ميكرون وعند الأسماك والبرمائيات حتى 1 مم, اما عند الطيور فهي معروفة الحجم ,على الرغم من الاختلاف الكبير في حجم البويضة , هناك بعض العموميات في بنيتها والتي تكون واضحة .
خلال طور النمو عند تخليق البويضات هناك زيادة واضحة في تمثيل الـRNA وتدني في مستوى تمثيل البروتينات, وبكلمة أخرى هناك متطلبات كبيرة لدعم الإخصاب في مراحله المتقدمة لتشكيل الجنين. بعض مكونات السيتوبلاسم متضمنة حبيبات الصفار والحبيبات الصباغية والميتوكوندريا والحبيبات القشرية وطبقة من حويصلات الغشاء تتوضع مباشرة تحت الغشاء البلازمي تعد مكونات شائعة عند العديد من البويضات. الطبقة الأعمق في البويضات عبارة عن صفيحة غليكو بروتينية تلعب دوراً حيوياً في التفاعل بين النطفة والبويضة تعرف هذه الطبقة بالغشاء المحي عند البرمائيات, وبالمشيمة عند الزقيات الرخوية وبالنطاق الشفاف عند الثديات.
الطبقة التي تلي الطبقة السابقة تختلف كثيراً حسب النوع الحيواني: يطلق عليها الطبقة الهلامية عند قنفذ البحر والبرمائيات, أو الخلايا الجريبية عند الزقيات الرخوية أو الإكليل الشعاعي عند الثديات . أخيراً في الطيور والزواحف يمكن ملاحظة طبقة قشرية خارجية قاسية (قشرة البويضة) خشنة لاعضوية تترسب حول البويضة بعد الإخصاب. كل المكونات خارج الخلوية, وجزء من القشرة تكون موجودة أثناء الإخصاب, ومن اجل ذلك فإنه من اجل الاندماج مع الغشاء البلازمي, يتوجب على النطفة أن تتفاعل وتجتاز هذه الطبقات