Зигота ( / ˈ z aɪ ˌ ɡ oʊ t / ; от древнегреческого ζυγωτός (zygōtós) «соединенный, впряжённый», от ζυγοῦν (zygoun) «присоединяться, впрягаться») [1] — эукариотическая клетка , образовавшаяся в результате оплодотворения событие между двумя гаметами . Геном зиготы представляет собой комбинацию ДНК каждой гаметы 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 Хертвиг сделали одни из первых открытий в области образования зигот у животных в конце 19 века.
Зигота – самая ранняя стадия развития. У людей и большинства других анизогамных организмов зигота образуется, когда яйцеклетка и сперматозоид объединяются, образуя новый уникальный организм.
Формирование тотипотентной зиготы, способной произвести целый организм, зависит от эпигенетического перепрограммирования. Деметилирование ДНК отцовского генома в зиготе, по-видимому, является важной частью эпигенетического перепрограммирования. [2] В отцовском геноме мыши деметилирование ДНК, особенно в местах метилированных цитозинов, вероятно, является ключевым процессом в установлении тотипотентности. Деметилирование включает процессы эксцизионной репарации оснований и, возможно, другие механизмы, основанные на репарации ДНК. [2]
При оплодотворении человека высвободившаяся яйцеклетка (гаплоидный вторичный ооцит с копиями хромосом) и гаплоидный сперматозоид ( мужская гамета) объединяются, образуя одну диплоидную клетку , называемую зиготой. Как только одиночный сперматозоид сливается с ооцитом, последний завершает деление второго мейоза, образуя гаплоидную дочь только с 23 хромосомами, почти всей цитоплазмой и мужским пронуклеусом . Другим продуктом мейоза является второе полярное тельце, содержащее только хромосомы, но не способное к репликации или выживанию. Затем у оплодотворенной дочери ДНК реплицируется в двух отдельных пронуклеусах, полученных из сперматозоида и яйцеклетки, в результате чего число хромосом зиготы временно становится 4n-диплоидным . Примерно через 30 часов с момента оплодотворения в результате слияния пронуклеусов и немедленного митотического деления образуются две 2n-диплоидные дочерние клетки, называемые бластомерами . [3] Между стадиями оплодотворения и имплантации развивающийся эмбрион иногда называют преимплантационным концептом . Эту стадию также называют преэмбрионом в юридических дискуссиях, включая использование эмбриональных стволовых клеток. [4] В США Национальные институты здравоохранения установили, что традиционная классификация предимплантационных эмбрионов 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 концепт состоит из 16 бластомеров и известен как морула . [8] В результате процессов уплотнения, деления клеток и бластуляции концепт принимает форму бластоцисты к пятому дню развития, как раз при приближении к месту имплантации. [9] Когда бластоциста вылупляется из прозрачной зоны , она может имплантироваться в слизистую оболочку эндометрия матки и начинать стадию гаструляции эмбрионального развития.
Человеческая зигота была генетически отредактирована в экспериментах, направленных на лечение наследственных заболеваний. [10]
У грибов эта клетка может затем вступить в мейоз или митоз в зависимости от жизненного цикла вида. [ нужна цитата ]
У растений зигота может быть полиплоидной , если оплодотворение происходит между мейотически нередуцированными гаметами.
У наземных растений зигота образуется внутри камеры, называемой архегонием . У бессемянных растений архегоний обычно имеет форму колбы с длинным полым горлышком, через который проникает сперматозоид. По мере деления и роста зигота происходит внутри архегония. [ нужна цитата ]
Зигота может делиться бесполым путем путем митоза с образованием идентичного потомства. [ нужна цитата ]
Зигота Chlamydomonas содержит ДНК хлоропластов ( хпДНК) от обоих родителей; такие клетки, как правило, редки, поскольку обычно хпДНК наследуется у одного родителя от родителя с типом спаривания mt+. Эти редкие двуродительские зиготы позволили картировать гены хлоропластов путем рекомбинации. [ нужна цитата ]