Spermatogenezis szakaszok és azok jellemzői



az spermatogenezisre Ez egy olyan folyamat, amely a csírasejtekből (spermatogoniumokból) származó sperma képződéséből áll. A szexuális reprodukcióval rendelkező eukarióta organizmusok hím egyedei fordulnak elő.

Ahhoz, hogy ez a folyamat hatékonyan végrehajtható legyen, speciális feltételekre van szükségük, köztük egy pontos kromoszóma-megoszlás pontos génexpressziókkal és megfelelő hormonális közeggel, hogy nagyszámú funkcionális sejtet hozzon létre..

A spermatogónia érett gamétákká történő átalakulása a szexuális érés során a szervezetekben történik. Ezt a folyamatot bizonyos hormonok, például a hipofízis gonadotropinok, például a HCG (humán koriongonadotropin) felhalmozódása okozza, amely részt vesz a tesztoszteron előállításában..

index

  • 1 Mi a spermatogenezis?
    • 1.1. Genetikai elemek
  • 2 szakaszok és jellemzőik
    • 2.1 1. Spermatogonikus fázis
    • 2.2 2. Spermatocita fázis
    • 2.3 3. Spermiogenikus fázis
  • 3 Hormonszabályozás
    • 3.1 Megtermékenyítés
  • 4 A sperma jellemzői
  • 5 Különbségek a spermatogenezis és az oogenezis között
  • 6 Referenciák

Mi a spermatogenezis?

A spermatogenezis hím gameták képződéséből áll: sperma.

Ezeknek a nemi sejteknek a termelése a herékben található vetőmagcsövekben kezdődik. Ezek a tubulusok a gonádok teljes térfogatának mintegy 85% -át foglalják el, és ezekben az éretlen csírasejtek vagy spermatogonok, amelyek folyamatosan osztódnak a mitózisban.

Ezek közül a spermatogóniák közül néhány megállítja a reprodukálást és elsődleges spermatocitákké válik, amelyek megkezdik a meiózis folyamatát, hogy mindegyik másodlagos spermatocitát egy teljes kromoszóma-töltéssel termeljenek.

Ez utóbbi teljesíti a meiosis második szakaszát, végül négy spermatidot eredményez, a fele a kromoszóma terhelésének (haploid)..

Később morfológiai változásokon mennek keresztül, amelyek spermiumokat termelnek, amelyek a herék melletti herezacskóban elhelyezkedő járványokra irányulnak. Ebben a csatornában előfordul, hogy az egyén gének átadására kész gameták érlelése megtörténik.

A spermatogenezis folyamata a hormonális és genetikai szabályozástól függ. Ez a folyamat tesztoszteron-függő, így a szemcsés tubulusokban speciális hormonok (Leydig-sejtek) vannak a hormon termelésében..

Genetikai elemek

Néhány fontos gén a spermatogenezisben az SF-1 gén, amely a Leydig sejtek differenciálódásában és a SRY génben működik, amely a Sertoli sejtek differenciálódásában és a herék kötődésében lép fel. Ennek a folyamatnak a szabályozásában más gének is részt vesznek: RBMY, DBY, USP9Y és DAZ.

Ez utóbbi az Y kromoszómán található, és az RNS-kötő fehérjék kódolására hat, és annak hiánya egyes egyedek meddőségéhez kapcsolódik..

Fázisok és jellemzőik

A primitív csírasejtek (gonociták) a sárgabarackban képződnek, és a nemi szervek mellé mozdulnak el, a Sertoli sejtek között elosztva, így kialakítva a vetőmagcsöveket. A gonociták belsejében találhatók, ahonnan az alapmembrán felé vándorolnak, hogy spermatogóniumokat hozzanak létre.

Az őssejt-sejtek proliferációja és a spermatogónia kialakulása az egyén embrionális fejlődése során jelentkezik. Röviddel a születés után ezeknek a sejteknek a mitotikus felosztása megáll.

Az érett spermiumok előállításának folyamata három fázisra oszlik: spermatogonikus, spermatocitikus és spermiogenikus.

1. Spermatogonikus fázis

Ahogy az egyének szexuális érettségi periódusa, a tesztoszteronszint növekedése aktiválja a spermatogónia elterjedését. Ezek a csírasejtek megosztják a spermatogónia sorozatát, amelyek primer spermatocitákká válnak.

Emberekben számos morfológiai spermatogóniát különböztetnek meg:

Hirdetés spermatogonios: A szemcsés tubulus interstitialis sejtjei mellett található. Olyan mitotikus divíziókat szenvednek, amelyek egy pár típusú Ad-ot generálnak, amelyek viszont még mindig osztódnak, vagy egy Ap típusú pár.

Spermatogonios Ap: Ők követik a differenciálódási folyamatot, hogy létrehozzák a spermát, osztva egymást követően mitózissal.

Spermatogonium B. A spermatogonia Ap mitotikus részének terméke Gömb alakú magot mutat, és sajátossága, hogy "citoplazmatikus hidakkal" kapcsolódnak egymáshoz..

Egyfajta syncytiumot képeznek, amely a következő szakaszokban is fennmarad, a spermiumok differenciálódásában, amikor a spermiumok felszabadulnak a vetőmag tubulusában..

A sejtek közötti citoplazmatikus kapcsolat lehetővé teszi a spermatogónia minden párjának szinkronizált fejlődését, és hogy mindegyik megszerzi a működéséhez szükséges teljes genetikai információt, mivel a meiosis után is ezek a sejtek tovább fejlődnek.

2. Spermatocita fázis

Ebben a fázisban a B spermatogóniát megosztották a mitóticamente-t, ami az első (az elsődleges) Ipermatocitos-t, amely a kromoszómákat megkettőzi, ezért minden sejt két kromoszómajátékot vesz fel, amelyek a szokásos genetikai információ kétszeresét hordozzák..

Ezt követően ezeknek a spermatocitáknak a meiotikus megoszlását hajtjuk végre, hogy a benne lévő genetikai anyag csökkenjen, amíg el nem éri a haploid karaktert..

Mitózis I

Az első meiotikus felosztásban a kromoszómákat kondenzálják a propházban, és az emberek esetében 44 autoszómát és két kromoszómát (egy X és Y), melyek mindegyike kromatid-készletet tartalmaz, kondenzálódnak..

A homológ kromoszómákat egymással összekapcsoltuk, miközben a metafázis egyenlítő lapjára igazodnak. Ezeket az elrendezéseket tetrádoknak nevezik, mivel két pár kromatidot tartalmaznak.

A tetrádok átmásolják a genetikai anyagot (átkelés) úgy, hogy a kromatidokat szinaptonémiás komplexnek nevezik..

Ebben a folyamatban a genetikai diverzifikáció akkor következik be, amikor az információt az apától és az anyától öröklődő homológ kromoszómák között cserélik, biztosítva, hogy a spermatocitákból előállított összes spermatid különbözzen..

Az átkelés végén a kromoszómák elkülönülnek, a meiotikus orsó ellentétes pólusaira, a tetradok szerkezetét feloldva, az egyes kromoszómák rekombinált kromatidjai együtt maradnak.

A szülőkkel szembeni genetikai sokféleség biztosításának másik módja az apától és az anyától származó kromoszómák véletlenszerű eloszlása ​​az orsó pólusai felé. A meiotikus részleg végén a II. Spermatociták (szekunder) termelődnek.

Meiosis II

A másodlagos spermatociták a második meiózis folyamatát azonnal megkezdődnek azután, hogy új DNS-t szintetizálnak. Ennek eredményeképpen minden spermatocita fele a kromoszóma töltésnek felel meg, és minden kromoszómának van egy pár húga kromatidja, amelyek kettős DNS-sel rendelkeznek.

A metafázisban a kromoszómák eloszlanak és igazodnak az egyenlítő lemezre, és a kromatidok elválnak a meiotikus orsó ellentétes oldalai felé..

A nukleáris membránok ismételt adagolása után a haploid spermatidokat a kromoszómák fele (23 emberben), kromatidot és a genetikai információ (DNS) másolatát kapjuk..

3. Spermiogenikus fázis

A spermiogenezis a spermatogenezis folyamatának utolsó fázisa, és nincsenek sejtosztódások, hanem olyan morfológiai és metabolikus változások, amelyek lehetővé teszik a sejtek differenciálódását érett haploid spermiumokkal.

A sejtváltozások akkor következnek be, amikor a spermatidok a Sertoli sejtek plazmamembránjához kapcsolódnak, és négy fázisban írhatók le:

Golgi fázis

A Golgi készülék az akroszómát, a proakroszómális granulátum vagy a PAS (Peryodic-Schiff reaktív) felhalmozódását Golgi komplexekben adja fel..

Ezek a granulátumok a mag mellett elhelyezkedő akroszómás vezikulumokba nyílnak, és helyzetük meghatározza a spermium elülső részét..

A centriolok a spermatid hátsó része felé mozognak, merőlegesen illeszkednek a plazmamembránhoz, és elkészítik azokat a dubletteket, amelyek az axonem mikrotubulusait integrálják a sperma flagellum alján..

Cap fázis

Az akroszómás vezikulum növekszik, és kiterjed az akroszómát vagy az akroszómát képező mag elülső részére. Ebben a fázisban a nukleáris tartalom kondenzálódik, és a magnak az acroszóma alatt fekvő része vastagodik, elveszíti pórusait.

Acrosome fázis

A magot kerektől elliptikusig meghosszabbítja, és a flagellum úgy van orientálva, hogy az elülső vége a Sertoli sejtekhez tapadjon, amely a szemes tubulusok alaplemezére irányul, amelyen belül a képződésben levő flagella kiterjed..

A citoplazma a sejt hátsó irányában mozog, és a citoplazmatikus mikrotubulusok egy hengeres köpenyben (manchette-ben) halmozódnak fel, amely az akroszomális kupakról a spermatid hátsó részébe kerül..

A flagellum kifejlesztése után a centriolok visszaállnak a magba, és a mag hátsó részén lévő horonyba tapadnak, amelyből kilenc vastag szál, amely eléri az axoném mikrotubulusait; ily módon a mag és a flagellum összekapcsolódnak. Ez a szerkezet a nyakrész.

A mitokondriumok a nyak hátsó része felé mozognak, és a vastag szálakat körülveszik, és egy szoros spirális burkolatban vannak elrendezve, amely a sperma farok közbenső részét képezi. A citoplazma elmozdul a már létrejött zászlóhéjra, és a "manchette" feloldódik.

Érlelési fázis

A felesleges citoplazmat a Sertoli sejtek fagocitozzák, ami a maradék testet képezi. A spermatogóniában B képződő citoplazmatikus híd a maradék testekben marad, így a spermatidek elkülönülnek.

Végül, a spermatidek felszabadulnak a Sertoli sejtekből, felszabadulva a szemes tubulus lumenéből, ahonnan azokat az egyenes csöveken, rete-gyulladáson és efferens csatornákon keresztül szállítják az epididimiszbe..

Hormon szabályozás

A spermatogenezis a hormonok, elsősorban a tesztoszteron által szabályozott folyamat. Emberekben a teljes folyamatot a szexuális érés, a GnRH hormon hypothalamusában történő felszabadulása aktiválja az agyalapi mirigy gonadotropinjainak (LH, FSH és HCG) termelését és felhalmozódását.

A Sertoli sejtek tesztoszteron transzport fehérjéket (PBL) szintetizálnak az FSH stimulálásával, és a Leydig sejtek által kibocsátott tesztoszteronnal együtt (LH által stimulált) biztosítják az említett hormon magas koncentrációját a vetőmag tubulusokban..

A Sertoli sejtekben szintetizálódik az ösztradiol, amely a Leydig sejtek aktivitásának szabályozásában beavatkozik.

termékenyítés

Az epididymis a húgycső végét érő vénás daganatokkal összekapcsolódik, végül lehetővé teszi a sperma kilépését, ami később egy tojást megtermékenyít, a szexuális reprodukció ciklusának befejezésével.

Miután felszabadult, a sperma néhány perc vagy óra múlva meghalhat, és egy nőstény játékot talál, mielőtt ez megtörténne.

Emberekben kb. 300 millió spermát szabadul fel minden egyes ejakulátumban a közösülés során, de csak körülbelül 200-as életben marad, amíg el nem érik azt a régiót, ahová párosulhatnak.

A spermának a női reproduktív traktusban kell képződnie, ahol nagyobb a mobilitás a flagellumban, és előkészíti a sejtet az akroszóma reakciójához. Ezek a jellemzők szükségesek az ovulációk megtermékenyítéséhez.

Sperma képzés

A spermiumok jelenlétében bekövetkező változások közé tartoznak a biokémiai és funkcionális módosítások, mint például a plazma membrán hiperpolarizációja, megnövekedett citoszol pH, lipidek és fehérjék változása, valamint a membrán receptorok aktiválása, lehetővé téve a zona pellucida felismerését. csatlakozni ehhez.

Ez a régió kémiai akadályként működik a fajok közötti keresztezés elkerülése érdekében, mivel a specifikus receptorok felismerése nem végez műtrágyázást.

A petesejtek granulált sejtréteggel rendelkeznek, és nagy koncentrációjú hialuronsav van körülvéve, amely extracelluláris mátrixot képez. A sejtek e rétegbe való behatolásához a sperma hialuronidáz enzimeket tartalmaz.

A zona pellucidával való érintkezéskor az akroszóma reakciója bekövetkezik, amelyben felszabadul az akroszómás kupak tartalma (például hidrolitikus enzimek), amelyek segítik a sperma áthaladását a régióban és az ovulus plazmamembránjához kapcsolódva, felszabadítva benne a citoplazmatikus tartalma, organellái és a magja.

Kortikális reakció

Egyes organizmusokban a petesejt plazmamembránjának depolarizációja akkor következik be, amikor egy spermával érintkezik, megakadályozva, hogy több mint egy termék megtermékenyítse..

A poliszpermia megakadályozásának másik mechanizmusa az agykérgi reakció, ahol olyan enzimek szabadulnak fel, amelyek megváltoztatják a zona pellucida szerkezetét, gátolják a ZP3 glikoproteint és aktiválják a ZP2-t, így ez a régió nem érhető el más spermiumok számára.

A sperma jellemzői

A férfi ivarsejtek olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nagyon különböznek őket a női gametáktól, és nagyon jól illeszkednek az egyén gének terjesztéséhez a következő generációkhoz.

Az ovulákkal ellentétben a sperma sejtek a legkisebb sejtek, amelyek a testben vannak, és olyan rudakkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy mozogjanak annak érdekében, hogy elérjék a női gametét (amely nem rendelkezik ilyen mobilitással), hogy megtermékenyítse. Ez a flagellum egy nyakból, közbenső régióból, fő régióból és a terminális régióból áll.

A nyakban a centriolok, a köztes régióban pedig a mitokondriumok, amelyek felelősek a mobilitásukhoz szükséges energia biztosításáért..

Általánosságban elmondható, hogy a spermiumtermelés nagyon magas, nagyon versenyképes a közöttük, hiszen csak körülbelül 25% -ban termeszt egy nőstény gametét.

A spermatogenezis és az oogenezis közötti különbségek

A spermatogenezis olyan tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek megkülönböztetik az oogenezistől:

-A sejtek az egyén szexuális érése óta folyamatosan meiózist képeznek, és mindegyik sejt négy érett gamétát állít elő egy helyett.

-A spermiumok a meiosis után kezdődő összetett folyamat után érnek.

-A spermiumok előállításához kétszer annyi sejtelosztódás fordul elő, mint egy tojás kialakulásában.

referenciák

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., és Walter, P. (2008).A sejt molekuláris biológiája. Garland Science, Taylor és Francis Group.
  2. Creighton, T. E. (1999). Molekuláris biológia enciklopédia. John Wiley és Sons, Inc..
  3. Hill, R. W., Wyse, G. A. és Anderson, M. (2012). Állati élettan. Sinauer Associates, Inc. Kiadók.
  4. Kliman, R. M. (2016). Az evolúciós biológia enciklopédiája. Academic Press.
  5. Marina, S. (2003) A spermatogenezis, a klinikai hatások ismeretében. Iberoamerican Fertility Magazine. 20(4), 213-225.
  6. Ross, M. H., Pawlina, W. (2006). szövettan. Szerkesztői Panamericana Medical.