Зигота ( / ˈ z aɪ ˌ ɡ oʊ t / ; от древнегреческого ζυγωτός (zygōtós) 'соединенный, соединенный', от ζυγοῦν (zygoun) 'соединять, соединять') [1] — эукариотическая клетка, образованная в результате оплодотворения двух гамет . Геном зиготы представляет собой комбинацию ДНК в каждой гамете и содержит всю генетическую информацию нового индивидуального организма. Половое слияние гаплоидных клеток называется кариогамией , результатом которого является образование диплоидной клетки, называемой зиготой или зигоспорой.
Немецкие зоологи Оскар и Рихард Гертвиг сделали одни из первых открытий в области образования зиготы у животных в конце XIX века.
Зигота — самая ранняя стадия развития. У людей и большинства других анизогамных организмов зигота образуется, когда яйцеклетка и сперматозоид объединяются, чтобы создать новый уникальный организм.
Формирование тотипотентной зиготы с потенциалом для создания целого организма зависит от эпигенетического репрограммирования. Деметилирование ДНК отцовского генома в зиготе, по-видимому, является важной частью эпигенетического репрограммирования. [2] В отцовском геноме мыши деметилирование ДНК, особенно в местах метилированных цитозинов, вероятно, является ключевым процессом в установлении тотипотентности. Деметилирование включает процессы репарации эксцизии оснований и, возможно, другие механизмы, основанные на репарации ДНК. [2]
При человеческом оплодотворении высвобождаемая яйцеклетка (гаплоидный вторичный ооцит с репликативными копиями хромосом) и гаплоидная сперматозоид ( мужская гамета) объединяются, образуя одну диплоидную клетку, называемую зиготой. После того, как один сперматозоид сливается с ооцитом, последний завершает деление второго мейоза, образуя гаплоидную дочернюю клетку всего с 23 хромосомами, почти всей цитоплазмой и мужским пронуклеусом . Другим продуктом мейоза является второе полярное тельце, содержащее только хромосомы, но не способное реплицироваться или выживать. У оплодотворенной дочери ДНК затем реплицируется в двух отдельных пронуклеусах, полученных из сперматозоида и яйцеклетки, делая число хромосом зиготы временно диплоидным 4n . Примерно через 30 часов с момента оплодотворения слияние пронуклеусов и немедленное митотическое деление производят две 2n диплоидные дочерние клетки, называемые бластомерами . [3] Между стадиями оплодотворения и имплантации развивающийся эмбрион иногда называют предимплантационным - концептусом . Эту стадию также называют предэмбрионом в юридических дискурсах, включая релевантность использованию эмбриональных стволовых клеток. [4] В США Национальный институт здравоохранения определил, что традиционная классификация предимплантационного эмбриона по-прежнему верна. [5]
После оплодотворения зародыш перемещается по фаллопиевой трубе к матке, продолжая делиться [6], фактически не увеличиваясь в размерах, в процессе, называемом дроблением . [7] После четырех делений зародыш состоит из 16 бластомеров и известен как морула . [8] Благодаря процессам уплотнения, деления клеток и бластуляции зародыш принимает форму бластоцисты к пятому дню развития, как раз когда он приближается к месту имплантации. [9] Когда бластоциста вылупляется из zona pellucida , она может имплантироваться в эндометриальную оболочку матки и начать стадию гаструляции эмбрионального развития.
Человеческая зигота была генетически отредактирована в экспериментах, направленных на лечение наследственных заболеваний. [10]
У грибов эта клетка может затем вступать в мейоз или митоз в зависимости от жизненного цикла вида. [ необходима цитата ]
У растений зигота может быть полиплоидной , если оплодотворение происходит между мейотически нередуцированными гаметами.
У наземных растений зигота формируется внутри камеры, называемой архегонием . У бессемянных растений архегоний обычно имеет форму колбы с длинной полой шейкой, через которую проникает сперматозоид. По мере того, как зигота делится и растет, она делает это внутри архегония. [ необходима цитата ]
Зигота может делиться бесполым путем путем митоза, давая идентичное потомство. [ необходима цитата ]
Зигота Chlamydomonas содержит хлоропластную ДНК (cpDNA) от обоих родителей; такие клетки, как правило, редки, поскольку обычно cpDNA наследуется однородительски от родителя типа спаривания mt+. Эти редкие двуродительские зиготы позволили картировать гены хлоропластов путем рекомбинации. [ необходима цитата ]