Zygota
Obsah boxu
Zygota (z řeckého zygotos, což znamená „spojený“ nebo „zapřažený“) je eukaryotická buňka, která vzniká oplozením, tedy splynutím dvou gamet – spermie (samčí pohlavní buňky) a vajíčka (samičí pohlavní buňky). Zygota představuje první stadium vývoje nového, geneticky unikátního organismu a obsahuje kompletní sadu chromozomů (u člověka 2n, tedy 46 chromozomů), přičemž polovina pochází od matky a polovina od otce.
Zygota je totipotentní buňka, což znamená, že má potenciál vyvinout se v jakýkoli typ buňky a vytvořit tak celý mnohobuněčný organismus. Tato fáze je klíčová pro sexuální rozmnožování většiny živočichů, rostlin a některých hub.
🧬 Definice a vznik
Zygota je definována jako první diploidní buňka, která vzniká splynutím haploidních pohlavních buněk, neboli gamet. U člověka a většiny živočichů se jedná o splynutí spermie a vaječné buňky (oocytu). Každá gameta přináší poloviční sadu chromozomů (u člověka 23 chromozomů), a jejich splynutím se obnovuje plný diploidní počet (46 chromozomů u člověka) charakteristický pro daný druh.
Proces vzniku zygoty se nazývá oplodnění. U člověka k němu typicky dochází ve vejcovodu, kde spermie pronikne do vajíčka. Po úspěšném proniknutí jedné spermie dojde k chemickým změnám v obalu vajíčka, které zabrání vstupu dalších spermií (tzv. polyspermie). Následně se jádra obou gamet, nazývaná prvojádra, spojí a jejich genetický materiál se zkombinuje, čímž vzniká genom nové zygoty.
🔬 Vývoj zygoty
Stádium zygoty je relativně krátké a trvá přibližně čtyři dny u člověka. Bezprostředně po svém vzniku začne zygota procházet rychlými buněčnými děleními, která se nazývají rýhování. Během rýhování se celková velikost zygoty nezvětšuje, ale dochází k postupnému rozdělování původní velké buňky na menší dceřiné buňky, zvané blastomery.
Typický průběh rýhování u člověka:
- Den 1: První dělení na dvě blastomery.
- Den 2: Dělení na čtyři blastomery.
- Den 3: Dělení na osm blastomery. Vzniká kompaktní shluk buněk.
- Den 4: Vzniká morula, pevný shluk 12–32 (někdy až 64) blastomer, který má stále stejnou velikost jako původní zygota. Morula se přesouvá z vejcovodu do dělohy.
Následně se morula vyvíjí v blastocystu, což je dutý kulovitý útvar, který se skládá z vnitřní buněčné masy (embryoblastu, z něhož se vyvine embryo) a vnější vrstvy buněk (trofoblastu, který se podílí na tvorbě placenty). Kolem 6. dne po oplodnění se blastocysta uhnízdí ve sliznici dělohy (endometriu). Tato fáze značí přechod od stadia zygoty/blastocysty k embryonálnímu stadiu.
💡 Genetický význam
Zygota je geneticky unikátní buňka, neboť kombinuje DNA obou rodičů. Její genom obsahuje veškerou genetickou informaci potřebnou pro vývoj nového jedince. Již v tomto raném stadiu jsou určeny základní rysy, jako je pohlaví a mnoho dalších dědičných znaků.
Aktivace genů zygoty k produkci proteinů však neprobíhá ihned po oplodnění, ale až po několika buněčných děleních během rýhování. Během tohoto období dochází k epigenetickému přeprogramování, včetně demetylace DNA otcovského genomu, což je důležité pro nastolení totipotence.
Chromozomální abnormality, které mohou nastat během vzniku zygoty, mohou vést k vývojovým komplikacím nebo genetickým poruchám, jako je například Downův syndrom (trisomie 21) nebo Turnerův syndrom. Rizikové faktory pro tyto abnormality zahrnují pokročilý věk matky a určité environmentální faktory.
🔄 Proces oplodnění
Oplodnění je složitý proces, který vede ke vzniku zygoty. U člověka začíná uvolněním vajíčka z vaječníku během ovulace. Vajíčko je následně zachyceno vejcovodem a putuje směrem k děloze. Během sexuálního styku jsou spermie uvolněny do pochvy a musí se dostat až do vejcovodu, kde se setkají s vajíčkem.
Před oplozením prochází spermie procesem kapacitace, který jim umožňuje proniknout ochrannými vrstvami vajíčka – corona radiata a zona pellucida. Jakmile jedna spermie úspěšně pronikne do vajíčka, dojde k zablokování dalších spermií a vajíčko dokončí druhé meiotické dělení. Poté se prvojádra spermie a vajíčka spojí, což vede k vytvoření zygoty.
V některých případech, kdy přirozené oplodnění není možné, se využívají techniky asistované reprodukce, jako je in vitro fertilizace (IVF), při které dochází ke vzniku zygoty mimo tělo matky.
🌐 Zygota v různých organismech
Zygota je základním stavebním kamenem života u všech sexuálně se rozmnožujících organismů s výjimkou bakterií.
- Živočichové (včetně člověka): Zygota je první buňka, z níž se vyvíjí celý organismus. Prochází rýhováním, morulou, blastocystou a následně gastrulací, která vede k vytvoření zárodečných listů a následně orgánů.
- Rostliny (např. krytosemenné rostliny): Zygota vzniká splynutím samčí a samičí gamety a vyvíjí se v embryo uvnitř semene.
- Houby (např. haploidní houby): Zygota se může dělit meioticky a vytvářet haploidní spory.
Specifické typy rýhování zygoty se liší v závislosti na množství žloutku ve vajíčku. U savců a kopinatců probíhá totální (úplné) rýhování, zatímco u ptáků a plazů s velkým množstvím žloutku dochází k parciálnímu (částečnému) rýhování.
👶 Zygota a lidský vývoj
V lidském vývoji je zygota počátečním bodem. Její existence je sice krátká, trvající přibližně čtyři dny, ale je naprosto zásadní pro vytvoření nového jedince. Během této doby se zygota přesouvá vejcovodem směrem k děloze, přičemž se intenzivně dělí.
Po fázi zygoty a moruly nastupuje stadium blastocysty, která se uhnízdí v děloze. Od tohoto okamžiku se vývoj označuje jako embryonální a trvá přibližně do konce osmého týdne po oplodnění. Následně se embryo stává plodem (fetem).
Vzácně se zygota může rozdělit na dvě samostatné buněčné masy, což vede ke vzniku jednovaječných dvojčat. Dvojvaječná dvojčata naopak vznikají z oplodnění dvou samostatných vajíček dvěma různými spermiemi, což vede ke vzniku dvou samostatných zygot.
🧑🎓 Pro laiky
Představte si zygotu jako úplně první buňku nového člověka, zvířete nebo rostliny. Je to jako když se dvě malé skládačky spojí dohromady. Jedna skládačka je z táty (je to spermie) a druhá z mámy (to je vajíčko). Každá z těchto skládaček má jen půlku návodu na to, jak postavit celé tělo. Když se spojí, vytvoří kompletní návod, který se jmenuje DNA.
Tahle jedna nová buňka, zygota, je něco jako super-buňka, která umí všechno. Má v sobě všechny informace, aby se z ní vyvinul třeba malý člověk s očima, nosem, rukama a nohama. Je to jen na chvilku, asi čtyři dny. Během té doby se ale zygota začne strašně rychle dělit – jedna buňka se rozdělí na dvě, pak na čtyři, pak na osm a tak dál. Ale pozor, celá ta kulička buněk se nezvětšuje, jen se dělí na menší a menší kousíčky, jako když rozkrájíte dort na spoustu malých kousků, ale dort zůstane stejně velký.
Z této kuličky buněk se pak postupně stane něco, čemu říkáme morula, pak blastocysta, a nakonec embryo, ze kterého se vyvine celé miminko. Takže zygota je ten úplně první, nejdůležitější krok k vzniku nového života!