Definicja pojęcia:

jajo

Jajo, komórka jajowa, gameta żeńska – dojrzała żeńska komórka rozrodcza zwierząt (w tym człowieka) produkowana w procesie oogenezy w gonadach żeńskich (jajnikach), zdolna do zapłodnienia, czyli połączenia z plemnikiem (gametą męską), oraz rozwoju w nowy organizm łączący w sobie cechy osobników rodzicielskich. Komórki jajowe są dużymi i nieruchomymi komórkami, osiągającymi największe rozmiary spośród wszystkich komórek zwierzęcych. Są przeważnie kuliste, owalne lub wydłużone; u niektórych gatunków ich kształt jest zmienny (np. gąbki, jamochłony). Wnętrze komórki jajowej wypełnia cytoplazma (ooplazma), w której znajdują się organella komórkowe i materiały zapasowe; jej zewnętrzną warstwę wypełniają ziarnistości korowe odgrywające istotną rolę w procesie zapłodnienia. Błona komórkowa (oolemma) obejmująca cytoplazmę otoczona jest przez glikoproteinowe osłonki pełniące funkcje ochronne (tzw. osłonki jajowe) (np. chorion bezkręgowców, błona żółtkowa płazów, błona okołożółtkowa ptaków, osłonka przejrzysta ssaków). Jaja niektórych zwierząt posiadają  dodatkowe osłony chroniące przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska zewnętrznego – osłonki galaretowate (np. bezkręgowce, płazy) lub wapienne skorupki (np. gady, ptaki).
  1. Gonady żeńskie (jajniki)
  2. Rozwój komórki jajowej (oogeneza)
  3. Budowa komórki jajowej
  4. Zapłodnienie – połączenie się komórki jajowej z plemnikiem

Gonady żeńskie (jajniki)


Komórka jajowa (jajo) jest dojrzałą komórką rozrodczą (gametą) produkowaną u osobników płci żeńskiej większości gatunków (z wyj. gąbek, niektórych wirków i pierścienic morskich) przez okresowe lub stałe gruczoły rozrodcze (gonady), określane mianem jajników. Komórki jajowe u zwierząt nie posiadających wykształconych jajników powstają z niezróżnicowanych komórek rozproszonych w mezohylu (gąbki), parenchymie (wirki bezjelitowe) bądź wtórnej jamie ciała (celomie) (wieloszczety, np. robaki palolo).

Jajniki, w zależności od sposobu dostarczania substancji odżywczych dla komórek jajowych, zróżnicowane są na:
  • jajniki solitarne – jajniki, w których niezbędne substancje odżywcze dostarczane są do rozwijających się komórek jajowych bezpośrednio z organizmu matki bez obecności wyspecjalizowanych komórek wspomagających; występujące u parzydełkowców, niektórych wirków, nicieni i wijów (np. krocionogów);
  • jajniki alimentarne – jajniki, w których niezbędne substancje odżywcze dostarczane są do rozwijających się komórek jajowych przy udziale wyspecjalizowanych komórek wspomagających – komórek pęcherzykowych (folikularnych) i komórek odżywczych; występujące u większości zwierząt (w tym wszystkich kręgowców).

Jajniki alimentarne, w zależności od rodzaju komórek wspomagających komórki jajowe, obejmują:
  • jajniki alimentarne folikularne – jajniki, w których rozwijające się komórki jajowe wspomagane są wyłącznie przez komórki pęcherzykowe (folikularne) tworzące wokół nich warstwę nabłonka pęcherzykowego; charakterystyczne dla większości zwierząt (w tym wszystkich kręgowców);
  • jajniki alimentarne nutrymentalne – jajniki, w których rozwijające się komórki jajowe wspomagane są zarówno przez komórki pęcherzykowe (folikularne), jak i komórki odżywcze połączone z komórkami jajowymi mostkami cytoplazmatycznymi; obecne u niektórych bezkręgowców (np. niesporczaków, roztoczy, skorupiaków, owadów).

Jajniki większości kręgowców są parzystymi strukturami rozmieszczonymi w dolnej części jamy brzusznej po obu stronach macicy, do której ścian przyczepione są za pomocą więzadeł łącznotkankowych. Nie łączą się bezpośrednio z jajowodami. Jajniki zbudowane są z warstwy zewnętrznej (korowej) zawierającej pęcherzyki z komórkami jajowymi w różnych stadiach rozwoju oraz łącznotkankowej warstwy wewnętrznej (rdzenia) zawierającej mięśnie gładkie, nerwy, naczynia krwionośne i naczynia limfatyczne. Jajniki kręgowców, oprócz wytwarzania komórek jajowych w procesie oogenezy, pełnią również funkcję gruczołów endokrynnych wydzielających żeńskie hormony płciowe (estrogeny, progesteron, relaksynę, androgeny).
Położenie jajników w żeńskim układzie rozrodczym. Źródło: shutterstock

Rozwój komórki jajowej (oogeneza)


Dojrzała komórka jajowa zwierząt powstaje i różnicuje się z pierwotnych żeńskich komórek płciowych (tzw. gonocytów) tworzących się we wczesnych etapach rozwoju zarodkowego (embriogenezy) płodów płci żeńskiej. Rozwój komórki jajowej, określany mianem oogenezy, odbywa się w gonadach żeńskich (jajnikach) (tzw. oogeneza zlokalizowana) bądź w jamach ciała bezkręgowców (np. gąbek, wirków bezjelitowych) (tzw. oogeneza rozproszona).

Oogeneza u człowieka obejmuje następujące etapy rozwoju komórki jajowej:
  • podziały mitotyczne pierwotnych żeńskich komórek płciowych (tzw. gonocytów) powstałych we wczesnych etapach embriogenezy, prowadzące do wytworzenia niedojrzałych gamet żeńskich (tzw. oogoniów);
  • podziały mitotyczne niedojrzałych gamet żeńskich (oogoniów) zachodzące w trakcie embriogenezy, prowadzące do wytworzenia komórek potomnych – oocytów I rzędu;
  • pierwszy podział redukcyjny (mejotyczny) oocytów I rzędu zatrzymany na etapie profazy od chwili narodzin do momentu osiągnięcia dojrzałości płciowej (tzw. faza spoczynkowa);
  • drugi podział redukcyjny (mejotyczny) oocytów I rzędu zachodzący w trakcie cyklu miesiączkowego do powstania oocytu II rzędu oraz pierwszego ciałka kierunkowego (polocytu I rzędu), zatrzymany na etapie metafazy do momentu zapłodnienia;
  • zakończenie drugiego podziału mejotycznego uwolnionego w trakcie jajeczkowania oocytu II rzędu, prowadzące do powstania komórki jajowej (ootydy) i drugiego ciałka kierunkowego (polocytu II rzędu), zachodzące po wniknięciu plemnika do wnętrza oocytu II rzędu (zapłodnieniu komórki jajowej).

Oogeneza u kobiety, rozpoczynająca się na wczesnym etapie życia płodowego, jest procesem długotrwałym trwającym od kilkunastu (osiągnięcie dojrzałości płciowej) do kilkudziesięciu lat (menopauza). Jajniki w momencie narodzin zawierają ok. 1-2 milionów oocytów I rzędu, z których tylko ok. 450-500 stanie się dojrzałymi oocytami II rzędu zdolnymi do zapłodnienia.
 
Oogeneza. Źródło: shutterstock

Budowa komórki jajowej


Komórki jajowe (jaja) są stosunkowo dużymi i nieruchomymi komórkami rozrodczymi, które osiągają największe rozmiary spośród wszystkich komórek zwierzęcych – od kilkudziesięciu μm (np. myszy) do ok. 20 cm średnicy (żarłacz śledziowy). Komórka jajowa człowieka osiąga 0,1-0,2 mm średnicy (zwykle ok. 0,12 mm). Komórki jajowe są zwykle kuliste, owalne bądź wydłużone; u niektórych gatunków ich kształt może ulegać zmianom (np. gąbki, jamochłony).

Wnętrze komórki jajowej wypełnia cytoplazma (tzw. ooplazma) zawierająca organella komórkowe (m.in. jądro komórkowe, mitochondria) oraz materiały zapasowe w postaci żółtka (tzw. deutoplazmy) składającego się głównie z białek (witellogenin), węglowodanów (glikogenu), tłuszczów (fosfolipidów, np. lecytyny), soli mineralnych i witamin. Zewnętrzna warstwa cytoplazmy (tzw. warstwa korowa) pozbawiona jest organelli komórkowych; w jej obrębie występują liczne ziarnistości odgrywające istotną rolę w procesie zapłodnienia.

Komórki jajowe, w zależności od zawartości żółtka, zróżnicowane są na:
  • jaja alecytalne (bezżółtkowe) – komórki jajowe niemal całkowicie pozbawione żółtka; występujące u większości ssaków, strzykw i niektórych pasożytów (np. błonkówek);
  • jaja oligolecytalne (skąpożółtkowe) – komórki jajowe zawierające niewielką ilość żółtka; występujące u lancetnika, jeżowców i ssaków łożyskowych (w tym człowieka);
  • jaja mezolecytalne (średniożółtkowe) – komórki jajowe zawierające umiarkowaną ilość żółtka; występujące u płazów; owadów, nicieni, ryb chrzęstnoszkieletowych;
  • jaja polilecytalne (bogatożółtkowe) – komórki jajowe zawierające bardzo dużą ilość żółtka; występujące u ptaków, stawonogów, gadów i stekowców.

Komórki jajowe, w zależności od sposobu rozmieszczenia żółtka, zróżnicowane są na:
  • jaja izolecytalne – komórki jajowe, w których żółtko rozmieszczone jest równomiernie w obrębie całej cytoplazmy; występujące u jeżowców;
  • jaja centrolecytalne – komórki jajowe, w których żółtko skupione jest w centralnej części cytoplazmy; występujące u owadów;
  • jaja telolecytalne – komórki jajowe, w których żółtko zgromadzone jest na jednym z biegunów komórki (tzw. biegunie wegetatywnym); występujące i płazów i ptaków.

Błona komórkowa komórki jajowej (tzw. oolemma) obejmująca cytoplazmę otoczona jest przez glikoproteinowe osłonki (tzw. osłonki jajowe) (np. błona żółtkowa i chorion owadów, osłonka galaretowata szkarłupni, chorion ryb, błona żółtkowa płazów, błona okołożółtkowa ptaków, osłonka przejrzysta ssaków). Jaja niektórych zwierząt jajorodnych mają dodatkowe osłonki chroniące je przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska – osłonki galaretowate (np. płazy) bądź białko, błony pergaminowe i wapienne skorupki (np. gady, ptaki). Oocyty II rzędu uwalniane z pęcherzyków jajnikowych (pęcherzyków Graafa) w trakcie owulacji mają otoczkę składającą się z kilku warstw komórek folikularnych (tzw. wieniec promienisty).
Budowa komórki jajowej. Źródło: shutterstock

Zapłodnienie – połączenie się komórki jajowej z plemnikiem


Komórka jajowa jest żeńską komórką rozrodczą wykazującą zdolność do zapłodnienia, czyli połączenia się z plemnikiem (gametą męską), oraz rozwoju w nowy organizm łączący w sobie cechy osobników rodzicielskich. Proces zapłodnienia może odbywać się poza organizmem samicy (zapłodnienie zewnętrzne) (np. ryby, płazy bezogonowe) bądź wewnątrz ciała samicy za pośrednictwem plemników umieszczonych w jej przewodzie płciowym (kopulacja) bądź w pobliżu jego ujścia (zetknięcie kloak) (zapłodnienie wewnętrzne) (np. gady, ptaki, ssaki).

Zapłodnienie u ssaków obejmuje następujące etapy:
  • kontakt gamety żeńskiej (komórki jajowej) i gamety męskiej (plemnika) – zetknięcie się przedniej części główki plemnika (tzw. akrosomu) z powierzchnią osłonki jajowej wyzwala reakcję akrosomalną, czyli uwolnienie enzymów rozpuszczających wieniec promienisty i osłonkę przejrzystą;
  • wzajemne rozpoznanie się gamet (komórki jajowej i plemnika) – cząsteczki białkowe na powierzchni czapeczki akrosomu wiążą się z receptorami glikoproteinowymi na błonie komórkowej jaja, co umożliwia ustalenie przynależności gatunkowej gamet uczestniczących w zapłodnieniu;
  • fuzja błony komórkowej plemnika i błony komórkowej komórki jajowej (oolemmy) – błony komórkowe gamet pochodzących od osobników tego samego gatunku zlewają się, co umożliwia wniknięcie plemnika do wnętrza komórki jajowej;
  • reakcja korowa (powolny blok przeciw polispermii) – połączenie plemnika z komórką jajową prowadzi do uwolnienia enzymów zgromadzonych w ziarnistościach korowych w warstwie korowej cytoplazmy; enzymy wywołują zmiany w osłonce przejrzystej, co uniemożliwia wnikanie kolejnych plemników do wnętrza komórki jajowej;
  • fuzja materiału genetycznego plemnika i komórki jajowej – jądro plemnika (tzw. przedjądrze męskie) wnikające do wnętrza cytoplazmy komórki jajowej łączy się w procesie kariogamii z jądrem tej komórki (tzw. przedjądrzem żeńskim), co prowadzi do utworzenia jądra zygoty.

Zapłodnienie, czyli połączenie się pojedynczego (haploidalnych) kompletów chromosomów zawartych w jądrach gamety męskiej i żeńskiej, przywraca diploidalną liczbę chromosomów zawartą w jadrze zygoty, warunkuje określony genotyp i płeć genetyczną nowego organizmu i aktywuje łańcuch reakcji metabolicznych zapoczątkowujących procesy rozwojowe zarodka.
Zapłodnienie. Źródło: shutterstock

Bibliografia

  1. Jane B. Reece, Lisa E. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson; “Biologia Campbella”; Dom Wydawniczy Rebis, Poznań 2020;
  2. Eldra Pearl Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin, Claude A. Villee; “Biologia”; Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa 1996.;
  3. Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. IV, VII, XI, XII”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1998-2000.;
  4. Valerie C. Scanlon, Tina Sanders, F.A. ; “Essentials of Anatomy and Physiology”; Davis Company 2006. ;
  5. Alfons T. L. van Lommel; “From cells to organs: a histology textbook and atlas, ”; Springer Science & Business Media, 2002.;
  6. Frederic H. Martini, Judi L. Nath, Edwin F. Bartholomew; “Fundamentals of Anatomy & Physiology, ”; Pearson 2018. ;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.8
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź