Објави:
Фазе сперматогенезе и њихове карактеристике
Тхе сперматогенеза То је процес који се састоји у формирању сперме из заметних ћелија (сперматогонија). Појављује се код мушких јединки еукариотских организама са сексуалном репродукцијом.
Да би се овај процес спровео ефикасно, потребни су специфични услови, међу њима: исправна хромозомска подела са прецизним генским изразима и адекватна хормонска средина, да би се произвео велики број функционалних ћелија.
Трансформација сперматогонија у зреле гамете настаје током сексуалног сазревања у организмима. Овај процес се покреће акумулацијом одређених хормона као што су гонадотропини хипофизе, као што је ХЦГ (хумани хорионски гонадотропин), који је укључен у производњу тестостерона..
Индек
- 1 Шта је сперматогенеза?
- 1.1 Укључени генетски елементи
- 2 Фазе и њихове карактеристике
- 2.1 1. Сперматогонска фаза
- 2.2 2. Сперматоцитна фаза
- 2.3 3. Спермиогена фаза
- 3 Хормонска регулација
- 3.1 Оплодња
- 4 Карактеристике сперме
- 5 Разлике између сперматогенезе и оогенезе
- 6 Референце
Шта је сперматогенеза?
Сперматогенеза се састоји од формирања мушких гамета: сперматозоида.
Производња ових полних ћелија почиње у семеначним тубулима, који се налазе у тестисима. Ове тубуле заузимају око 85% укупне запремине гонада, ау њима су незреле ћелије или сперматогони који се континуирано дијеле митозом..
Неке од ових сперматогонија престају да се репродукују и постају примарни сперматоцити, који започињу процес мејозе да би произвели сваки пар секундарних сперматоцита са њиховим комплетним хромозомским набојем..
Потоњи завршавају другу фазу мејозе, коначно доводе до четири сперматида са половином хромозомског оптерећења (хаплоид)..
Касније пролазе морфолошке промене, стварајући сперму, која је усмерена ка епидидимији која се налази у скротуму поред тестиса. У овом каналу долази до сазревања гамета које су спремне за пренос гена појединца.
Процес сперматогенезе зависи од хормонске и генетске регулације. Овај процес је зависан од тестостерона, тако да су у семеничним тубулима специјализоване ћелије (Леидигове ћелије) у производњи овог хормона..
Укључени генетски елементи
Неки важни гени у сперматогенези су СФ-1 ген, који делује у диференцијацији Леидигових ћелија, и СРИ ген, који посредује у диференцијацији Сертоли ћелија и формирању тестиса. Остали гени су укључени у регулацију овог процеса: РБМИ, ДБИ, УСП9И и ДАЗ.
Ово последње се налази на И хромозому и делује на кодирање протеина који везују РНК и његово одсуство је повезано са неплодношћу код неких појединаца..
Фазе и њихове карактеристике
Примитивне ћелије клица (гоноцити) формирају се у жуманчану врећицу и прелазе на генитални гребен, дијелећи се између Сертолијевих ћелија, формирајући тако сјеменске тубуле. Гоноцити се налазе у унутрашњости, одакле мигрирају према базалној мембрани како би дали до сперматогонија.
Пролиферација примордијалних заметних ћелија и формирање сперматогонија јављају се током ембрионалног развоја појединца. Убрзо након рођења, процес митотске поделе ових ћелија престаје.
Процес добијања зреле сперме подељен је у три фазе: сперматогони, сперматоцити и спермиогени.
1. Сперматогонска фаза
Како се период сексуалне зрелости појединаца приближава, повећање нивоа тестостерона активира пролиферацију сперматогонија. Ове ћелије се деле како би генерисале низ сперматогонија које се диференцирају у примарне сперматоците.
Код људи се разликује неколико морфолошких типова сперматогонија:
Ад сперматогониос: Налази се поред интерстицијалних ћелија семеничних тубула. Они трпе митотске подјеле које генерирају пар типова Ад који се опет дијеле, или пар типа Ап.
Сперматогониос Ап: Они прате процес диференцијације да би генерисали сперму, делом узастопно митозом.
Сперматогониум Б. Продукт митотске поделе сперматогонија Ап, они представљају сфероидно језгро и особеност да су међусобно повезани "цитоплазматским мостовима"..
Они формирају неку врсту синцитиума који се одржава у наредним фазама, раздвајајући се у диференцијацији сперме, када се сперматозоиди ослобађају у лумену тубуларног семена..
Цитоплазматска веза између ових ћелија омогућава синхронизовани развој сваког пара сперматогонија и да сваки добија комплетну генетску информацију потребну за њено функционисање, јер чак и после мејозе, ове ћелије настављају да се развијају.
2. Сперматоцитна фаза
У овој фази, сперматогонија Б је подељена митотицаменте, формирајући есперматоцитос И (примарни) који дуплира њихове хромозоме, разлог зашто свака ћелија узима две хромозомске игре, носећи дупло уобичајену количину генетске информације.
Након тога се изводе меиотичке поделе ових сперматоцита, тако да генетски материјал у њима пролази кроз редукције док не достигну хаплоидни карактер..
Митосис И
У првој меиотичкој подели, хромозоми су кондензовани у профази, ау случају људи, 44 аутосома и два хромозома (Кс и И), сваки са скупом хроматида, су кондензовани..
Хомологни хромозоми се спајају заједно при поравнању на екваторијалној плочи метафазе. Ови аранжмани се називају тетрадама јер садрже два пара хроматида.
Тетраде размјењују генетски материјал (прелазни) прерасподјелом кроматида у структури која се назива синаптокемијски комплекс.
У овом процесу, генетичка диверсификација се дешава када се информације размјењују између хомологних кромосома наслијеђених од оца и мајке, осигуравајући да су сви сперматиди произведени из сперматоцита различити..
На крају прелаза, хромозоми се раздвајају, прелазећи на супротне полове мејотског вретена, "растварајући" структуру тетрада, рекомбиноване хроматиде сваког хромозома које остају заједно.
Други начин да се гарантује генетичка разноликост у односу на родитеље је случајна дистрибуција хромозома изведених од оца и мајке према половима вретена. На крају ове меиотичке поделе настају сперматоцити ИИ (секундарни).
Меиосис ИИ
Секундарни сперматоцити започињу процес друге мејозе одмах након формирања, без синтезе нове ДНК. Као резултат тога, сваки сперматоцит има пола набоја у хромозому и сваки хромозом има пар сестринских хроматида са дуплицираним ДНК..
У метафази, хромозоми се дистрибуирају и поравнавају на екваторијалној плочи, а кроматиди се одвајају према супротним странама меиотичког вретена.
Након рекомпозиције нуклеарних мембрана добијају се хаплоидни сперматиди са половином хромозома (23 код људи), хроматидом и копијом генетске информације (ДНК)..
3. Спермиогена фаза
Спермиогенеза је последња фаза процеса сперматогенезе, и нема поделе ћелија, али морфолошке и метаболичке промене које омогућавају диференцијацију ћелија у зрелу хаплоидну сперму.
Промене ћелија се дешавају док су сперматиди везани за плазма мембрану Сертоли ћелија, и могу се описати у четири фазе:
Голги фаза
То је процес којим Голги апарат доводи до акросома, акумулацијом проакрозомалних гранула или ПАС-а (Периодиц ацид-Сцхифф реацтиве) у Голгијевим комплексима..
Ове грануле се отварају у акрозомски везикул који се налази поред језгра и њихов положај одређује предњи део сперматозоида.
Центриоли се крећу ка постериорном делу сперматида, поравнавајући се окомито са плазма мембраном и правећи дублете који интегришу микротубуле аксонеме на бази сперматума.
Цап пхасе
Акрозомна везикула расте и протеже се преко предњег дела језгра формирајући акрозом или акросомну капу. У овој фази, садржај нуклеарне енергије се кондензује и део нуклеуса који лежи испод акросома се згусне и изгуби поре \ т.
Ацросоме пхасе
Нуклеус се продужава од округле до елиптичне, а флагел је оријентисан тако да његов предњи крај приања на Сертолијеве ћелије које су окренуте према базалној ламини семеничних тубула, унутар којих се формира флагела у формацији..
Цитоплазма се креће у постериорном правцу ћелије и цитоплазматске микротубуле се акумулирају у цилиндричном омотачу (манцхетте) који иде од акросомалне капице до стражњег дијела сперматида..
Након развоја флагелума, центриоле се враћају у нуклеус, приањајући на жлеб у задњем делу језгра, из којег се појављују девет дебелих влакана која досежу микротубуле аксонеме; на тај начин су језгро и флагелум повезани. Ова структура је позната као подручје врата.
Митохондрији се крећу према постериорном подручју врата, окружујући дебела влакна и распоређени су у уској хеликоидној овојници која чини средњи дио репа сперме. Цитоплазма се помера да покрије већ формирани флагелум, а "манцхетте" се раствара.
Фаза сазревања
Вишак цитоплазме се фагоцитује са Сертоли ћелијама, формирајући заостало тело. Цитоплазматски мост који се формирао у сперматогонији Б остаје у резидуалним телима, тако да су сперматиди одвојени.
Коначно, сперматиди се ослобађају из Сертолијевих ћелија, ослобађајући се у лумену цевастог семена, одакле се транспортују кроз равне цеви, рете тестисе и еферентне канале до епидидимиса..
Хормонска регулација
Сперматогенеза је процес који је фино регулисан хормонима, углавном тестостероном. Код људи је комплетан процес покренут у сексуалном сазревању, ослобађањем у хипоталамусу хормона ГнРХ који активира производњу и акумулацију гонадотропина хипофизе (ЛХ, ФСХ и ХЦГ).
Сертолијеве ћелије синтетизују транспортне протеине тестостерона (ПБЛ) стимулацијом ФСХ, и заједно са тестостероном који ослобађају Леидигове ћелије (стимулисане ЛХ), обезбеђују високу концентрацију поменутог хормона у семеначним тубулима.
У Сертолијевим ћелијама, синтетише се и естрадиол, који интервенише у регулацији активности Леидигових ћелија..
Фертилизатион
Епидидимис се повезује са вас деференсом који се завршава у мокраћној цијеви и коначно омогућава излазак сперме, што касније тражи јајашце за оплодњу, довршавајући циклус сексуалне репродукције..
Када се ослободи, сперма може умрети за неколико минута или сати, проналазећи женску гамету пре него што се то деси.
Код људи око 300 милиона сперматозоида се ослобађа у сваком ејакулату током секса, али само око 200 преживи све док не стигне до региона где се могу парити..
Сперма мора проћи кроз процес тренирања у женском репродуктивном тракту гдје добијају већу покретљивост флагелума и припремају ћелију за реакцију акросома. Ове карактеристике су неопходне за оплодњу овула.
Обука за сперму
Међу промјенама које су присутне сперматозоиди су биокемијске и функционалне модификације, као што су хиперполаризација плазматске мембране, повећани цитосолни пХ, промјене у липидима и протеинима, те активација мембранских рецептора који им омогућују да их препознају зона пеллуцида. да се придружим овоме.
Овај регион функционише као хемијска баријера да би се избегло укрштање између врста, јер непрепознавање специфичних рецептора не врши оплодњу.
Овуле имају слој зрнастих ћелија и окружене су високим концентрацијама хијалуронске киселине које формирају екстрацелуларни матрикс. Да би продрли у овај слој ћелија, сперма поседује ензиме хијалуронидазе.
Када дође у контакт са зона пеллуцида, реакција акросома се активира, при чему се ослобађа садржај акросомалне капице (као што су хидролитички ензими), који помажу да сперматозоиди пређу регион и придруже се плазма мембрани овула, ослобађајући унутар ње цитоплазматски садржај, органеле и језгра.
Кортикална реакција
У неким организмима деполаризација плазма мембране јајне ћелије настаје када дође у контакт са спермом, спречавајући да је више од једног оплођује..
Други механизам за спречавање полиспермије је кортикална реакција, где се ослобађају ензими који мењају структуру зона пеллуцида, инхибирајући гликопротеин ЗП3 и активирајући ЗП2, чинећи овај регион непроходним за другу сперму.
Карактеристике сперме
Мушке гамете имају карактеристике које их чине веома различитима од женских гамета и високо прилагођене да пропагирају гене појединца до следећих генерација.
Насупрот овулама, сперматозоиди су најмање ћелије које се налазе у телу и имају флагелум који им омогућава да се крећу како би дошли до женског гамета (који нема такву покретљивост) да га оплоди. Овај флагелум се састоји од врата, средњег региона, главног региона и крајњег региона.
У врату су центриоли, ау средњем региону су митохондрији, који су одговорни за обезбеђивање енергије потребне за њихову покретљивост..
У принципу, производња сперме је веома висока, јер је веома конкурентна међу њима јер само око 25% ће заправо оплодити женску гамету.
Разлике између сперматогенезе и оогенезе
Сперматогенеза има карактеристике које га разликују од оогенезе:
-Ћелије непрекидно обављају мејозу од сексуалног сазревања појединца, производећи сваку ћелију четири зреле гамете уместо једне.
-Сперма сазрева након сложеног процеса који почиње након мејозе.
-За производњу сперме јавља се двоструко више подела ћелија као код формирања јајне ћелије.
Референце
- Албертс, Б., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., Робертх, К., & Валтер, П. (2008).Молекуларна биологија ћелије. Гарланд Сциенце, Таилор и Францис Гроуп.
- Цреигхтон, Т. Е. (1999). Енциклопедија молекуларне биологије. Јохн Вилеи и Сонс, Инц.
- Хилл, Р.В., Висе, Г.А., & Андерсон, М. (2012). Анимал Пхисиологи. Синауер Ассоциатес, Инц..
- Климан, Р. М. (2016). Енцицлопедиа оф Еволутионари Биологи. Ацадемиц Пресс.
- Марина, С. (2003) Напредак у познавању Сперматогенезе, Клиничке импликације. Ибероамерицан Фертилити Магазине. 20(4), 213-225.
- Росс, М.Х., Павлина, В. (2006). Хистологија. Едиториал Панамерицана Медицал.