Spermatogeneesivaiheet ja niiden ominaisuudet



siittiöiden Se on prosessi, joka koostuu siittiöiden muodostumisesta itusoluista (spermatogoniums). Eukaryoottisten organismien uros-yksilöissä esiintyy seksuaalista lisääntymistä.

Jotta tämä prosessi toteutettaisiin tehokkaasti, siihen tarvitaan erityisiä olosuhteita: oikea kromosomijakauma, jossa on tarkat geeni-ilmentymät ja riittävä hormonaalinen väliaine, jotta saadaan aikaan suuri määrä funktionaalisia soluja.

Spermatogonian muuttuminen kypsiksi sukusoluiksi tapahtuu elinikäisen kypsymisen aikana. Tämä prosessi käynnistyy tiettyjen hormonien, kuten aivolisäkkeen gonadotropiinien, kuten HCG: n (ihmisen koriongonadotropiini), joka on mukana testosteronin tuotannossa, kertymisestä..

indeksi

  • 1 Mikä on spermatogeneesi?
    • 1.1 Geenitekijät
  • 2 Vaiheet ja niiden ominaisuudet
    • 2.1 1. Spermatogoninen vaihe
    • 2.2 2. Spermatosyyttinen vaihe
    • 2.3 3. Spermiogeeninen vaihe
  • 3 Hormonin säätely
    • 3.1 Lannoitus
  • 4 Siittiöiden ominaisuudet
  • 5 Spermatogeneesin ja oogeneesin erot
  • 6 Viitteet

Mikä on spermatogeneesi?

Spermatogeneesi koostuu urospuolisten sukusolujen muodostumisesta: sperma.

Näiden sukupuolisolujen tuotanto alkaa siemennesteissä, jotka sijaitsevat kiveksissä. Nämä putket vievät noin 85% gonadien kokonaistilavuudesta ja niissä ovat kypsymättömät itusolut tai spermatogoni, jotka jaetaan jatkuvasti mitoosilla.

Jotkut näistä spermatogonia lopettavat lisääntymisen ja tulevat primaarisiksi spermatosyyteiksi, jotka aloittavat meiosiksen prosessin tuottamaan jokaisen sekundaarisen spermatosyytin parin, jossa on täydellinen kromosomimaksu.

Jälkimmäinen täydentää meiosiksen toisen vaiheen, jolloin lopulta syntyy neljä spermatiittia, joista puolet kromosomikuormituksesta (haploidi).

Myöhemmin heille tehdään morfologisia muutoksia, jotka tuottavat siittiöitä, jotka suunnataan munasolujen vieressä olevaan kivespussiin. Tässä kanavassa kypsyy sukusoluja, jotka ovat valmiita lähettämään yksilön geenit.

Spermatogeneesin prosessi riippuu hormonaalisesta ja geneettisestä säätelystä. Tämä prosessi on testosteroniriippuvainen, joten siemenputkissa on erikoistuneita soluja (Leydig-soluja) tämän hormonin tuotannossa.

Geenitekijät

Jotkut spermatogeneesin tärkeät geenit ovat SF-1-geeni, joka vaikuttaa Leydig-solujen erilaistumiseen ja SRY-geeniin, joka sekaantuu Sertoli-solujen erilaistumiseen ja kiveksen johtojen muodostumiseen. Tämän prosessin säätelyyn osallistuvat muut geenit: RBMY, DBY, USP9Y ja DAZ.

Jälkimmäinen löytyy Y-kromosomista ja se vaikuttaa RNA: ta sitovien proteiinien koodaukseen ja sen puuttuminen liittyy eräiden yksilöiden hedelmättömyyteen.

Vaiheet ja niiden ominaisuudet

Primitiiviset itusolut (gonosyytit) muodostetaan keltuaiset ja siirtyvät sukupuolielimelle, jaetaan Sertoli-solujen välille, jolloin muodostuu siemenputkia. Gonosyytit löytyvät sisältä, josta ne kulkeutuvat peruskalvoa kohti spermatogoniumien aikaansaamiseksi.

Ensisijaisten itusolujen lisääntyminen ja spermatogonia muodostuu yksilön alkionkehityksen aikana. Pian synnytyksen jälkeen näiden solujen mitoottinen jakautuminen pysähtyy.

Kypsän siittiöiden valmistusmenetelmä on jaettu kolmeen vaiheeseen: spermatogoniseen, spermatosyyttiseen ja spermiogeeniseen.

1. Spermatogoninen vaihe

Koska yksilöiden seksuaalinen kypsyysjakso lähestyy, testosteronitasojen nousu aktivoi spermatogoniaa. Nämä itusolut soluvat muodostamaan sarjan spermatogonia, joka erottuu primäärisoluiksi.

Ihmisissä erilaista spermatogoniaa esiintyy morfologisesti:

Mainosten spermatogonios: Se sijaitsee siemenisäiliön interstitiaalisten solujen vieressä. He kärsivät mitoottisista divisioonista, jotka tuottavat tyypin Ad parin, joka puolestaan ​​jakautuu, tai parin tyypin Ap.

Spermatogonios Ap: He noudattavat erilaistumisprosessia spermien tuottamiseksi, jakamalla ne peräkkäin mitoosilla.

Spermatogonium B. Spermatogonia Ap: n mitoottisen jakautumisen tuote. Ne esittävät pallomaisen ytimen ja erityispiirteen olla yhteydessä toisiinsa "sytoplasmisten siltojen" avulla..

Ne muodostavat eräänlaisen syncytiumin, joka säilyy seuraavissa vaiheissa ja erottuu siittiöiden erilaistumisesta, kun siittiöt vapautuvat siemenputken lumeniin.

Näiden solujen välinen sytoplasminen liitos sallii jokaisen spermatogoniaparin synkronoidun kehittymisen ja että kukin saa täydellisen geneettisen informaation, joka on välttämätön sen toiminnan kannalta, koska nämä solut kehittyvät edelleen.

2. Spermatosyyttinen vaihe

Tässä vaiheessa spermatogonia B on jaettu mitóticamente, muodostaen espermatocitos I: n (primaarinen), joka kopioi niiden kromosomit, miksi kukin solu ottaa kaksi kromosomaalista peliä, joissa on kaksinkertainen määrä tavallista geneettistä tietoa.

Tämän jälkeen suoritetaan näiden spermatosyyttien meiotiset jakaumat, niin että niiden geneettinen materiaali alenee, kunnes ne saavuttavat haploidisen merkin..

Mitoosi I

Ensimmäisessä meioottisessa jaossa kromosomit kondensoituvat profaasiin, ja ihmisten tapauksessa 44 autosomia ja kaksi kromosomia (X ja Y), joissa kussakin on kromatidiryhmä, kondensoidaan..

Homologiset kromosomit kytketään toisiinsa samalla, kun ne kohdistuvat metafaasin ekvatoriaalilevyyn. Näitä järjestelyjä kutsutaan tetradeiksi, koska ne sisältävät kaksi paria kromatideja.

Tetradit vaihtavat geneettistä materiaalia (ylittäminen) järjestämällä kromatidit rakenteeseen, jota kutsutaan synaptonemiseksi kompleksiksi.

Tässä prosessissa geneettinen monipuolistuminen tapahtuu, kun tietoja vaihdetaan isältä ja äidiltä perittyjen homologisten kromosomien välillä ja varmistetaan, että kaikki spermatosyyteistä tuotetut spermatidit ovat erilaisia.

Risteyksen päätyttyä kromosomit erotetaan, liikkuvat meiotisen karan vastakkaisiin pylväisiin, "liuottamalla" tetradien rakenne, kunkin kromosomin yhdistetyt kromatidit pysyvät yhdessä.

Toinen tapa taata geneettinen monimuotoisuus vanhempien suhteen on isältä ja äidiltä peräisin olevien kromosomien satunnainen jakautuminen karan napojen suuntaan. Tämän meiotisen jaon lopussa tuotetaan spermatosyyttejä II (toissijaisia).

Meiosis II

Sekundääriset spermatosyytit aloittavat toisen meiosiksen prosessin heti niiden muodostamisen jälkeen syntetisoimatta uutta DNA: ta. Tämän seurauksena kullakin spermatosyytillä on puolet kromosomimaksusta ja jokaisella kromosomilla on pari sisarkromatidia, joissa on päällekkäinen DNA.

Metafaasissa kromosomit jakautuvat ja kohdistuvat ekvatoriaalilevylle ja kromatidit erottuvat siirtymässä kohti meiotisen karan vastakkaisia ​​puolia.

Ydinmembraanien uudelleenkompensoinnin jälkeen saadaan haploidiset spermatidit puolella kromosomeista (23 ihmisillä), kromatidi ja kopio geneettisestä tiedosta (DNA).

3. Spermiogeeninen vaihe

Spermiogeneesi on spermatogeneesin viimeisen vaiheen viimeinen vaihe, eikä solujen jakautumista ole, mutta morfologisia ja aineenvaihduntamuutoksia, jotka mahdollistavat solujen erilaistumisen kypsään haploidis spermaan.

Solujen muutokset tapahtuvat, kun spermatidit kiinnittyvät Sertoli-solujen plasmamembraaniin, ja niitä voidaan kuvata neljässä vaiheessa:

Golgin vaihe

Se on prosessi, jolla Golgi-laite saa aikaan akrosomin, kertymällä proakrosomaalisia rakeita tai PAS: ää (Peryodic acid-Schiff reaktiivinen) Golgin komplekseihin.

Nämä rakeet avautuvat ytimen vieressä sijaitsevaan akrosomi-vesikkeliin ja niiden sijainti määrittää siittiön etuosan.

Sentriilit liikkuvat kohti siittiön takaosaa, kohdistuvat kohtisuoraan plasmamembraanin kanssa ja valmistavat kaksoiskappaleet, jotka integroivat aksonemin mikrotubulukset sperma-aluksen runkoon..

Cap-vaihe

Akrosomi-vesikkeli kasvaa ja ulottuu ytimen etuosaan, joka muodostaa akrosomin tai akrosomin korkin. Tässä vaiheessa ydinpitoisuus tiivistyy ja ytimen osa, joka on akrosomin alapuolella, paksuu, menettää huokoset.

Acrosome-vaihe

Ydin pidentyy pyöreästä ellipsiksi, ja lippu on suunnattu siten, että sen etupää tarttuu Sertoli-soluihin, jotka osoittavat kohti siemenisäiliöiden peruslaminaa, jonka sisällä muodostuu lippu..

Sytoplasma liikkuu solun takaosassa ja sytoplasmiset mikrotubulit kerääntyvät sylinterimäiseen vaippaan (manchette), joka kulkee akrosomaalisesta korkista spermatidin takaosaan..

Kun kehys on kehitetty, sentriilit siirtyvät takaisin ytimeen tarttumalla ytimen takaosassa olevaan uraan, josta yhdeksän paksua kuitua, jotka saavuttavat aksonemin mikrotubulukset, kehittyvät; tällä tavoin ydin ja lippu ovat yhteydessä toisiinsa. Tätä rakennetta kutsutaan kaulan alueeksi.

Mitokondriot liikkuvat kohti kaulan takaosaa, joka ympäröi paksuja kuituja ja jotka on järjestetty tiiviiseen kierukkaiseen vaippaan, joka muodostaa siittiön hännän välisen alueen. Sytoplasma liikkuu kattamaan jo muodostuneen flagellumin, ja "manchette" liukenee.

Kypsytysvaihe

Ylimääräinen sytoplasma on Sertoli-solujen fagosytoida, jolloin muodostuu jäännösrunko. Spermatogonia B: n muodostama sytoplasminen silta jää jäljelle jääneisiin kappaleisiin, joten spermatidit erotetaan toisistaan.

Lopuksi spermatidit vapautuvat Sertoli-soluista vapauttamalla itsensä siemenputken lumeniin, josta ne kuljetetaan suorien putkien, rete-kivien ja efferenttien kanavien läpi epididymikselle..

Hormonin säätely

Spermatogeneesi on hormoneja, pääasiassa testosteronia säätelevä prosessi. Ihmisissä täydellinen prosessi käynnistyy seksuaalisen kypsymisen aikana, vapauttamalla hypotalamuksessa GnRH-hormoni, joka aktivoi aivolisäkkeen gonadotropiinien (LH, FSH ja HCG) tuotantoa ja kertymistä.

Sertoli-solut syntetisoivat testosteronin kuljetusproteiineja (PBL) stimuloimalla FSH: ta ja yhdessä Leydig-solujen vapauttaman testosteronin kanssa (stimuloi LH) varmistavat mainitun hormonin suuren pitoisuuden siemenputkissa..

Sertoli-soluissa syntetisoidaan myös estradiolia, joka vaikuttaa Leydig-solujen aktiivisuuden säätelyyn.

lannoitus

Epidymymis muodostaa yhteyden virtsaputken loppupäässä oleviin vas-deferensseihin, mikä mahdollistaa lopuksi siittiöiden poistumisen, joka myöhemmin etsii muna hedelmöitäväksi ja täydentää seksuaalisen lisääntymisjakson..

Kun sperma on vapautettu, se voi kuolla muutamassa minuutissa tai tunnissa, jolloin naispuolinen gamete löytyy ennen kuin tämä tapahtuu.

Ihmisissä noin 300 miljoonaa spermaa vapautuu jokaisessa siemensyöksyssä yhdynnän aikana, mutta vain noin 200 hengissä elää, kunnes he saavuttavat alueen, jossa he voivat yhdistää.

Siittiöiden on läpäistävä naispuolisen lisääntymisreitin koulutusprosessi, jossa he saavat suuremman liikkuvuuden lippulaivasta ja valmistavat solun akrosomin reaktiota varten. Nämä ominaisuudet ovat tarpeen munasolujen lannoittamiseksi.

Siittiöiden koulutus

Muutoksista, joita siittiöiden esiintyminen on, ovat biokemialliset ja funktionaaliset modifikaatiot, kuten plasmamembraanin hyperpolarisaatio, lisääntynyt sytosolinen pH, muutokset lipideissä ja proteiineissa sekä membraanireseptorien aktivoituminen, jolloin zona pellucida tunnistaa ne. liittyä tähän.

Tämä alue toimii kemiallisena esteenä, jotta vältetään lajien väliset ristikytkennät, koska tiettyjen reseptorien tunnistamatta jättäminen ei tee hedelmöitystä.

Ovulioissa on kerros rakeisia soluja ja niitä ympäröivät suuret hyaluronihapon pitoisuudet, jotka muodostavat solunulkoisen matriisin. Tämän solukerroksen tunkeutumiseksi siittiöillä on hyaluronidaasientsyymejä.

Kun se joutuu kosketuksiin zona pellucidan kanssa, akrosomin reaktio laukeaa, jolloin akrosomisen korkin sisältö (kuten hydrolyyttiset entsyymit) vapautuu, mikä auttaa siittiötä ylittämään alueen ja liittymään munasolun plasmamembraaniin vapauttamalla sen sisällä sytoplasminen sisältö, organellit ja ydin.

Kortikaalinen reaktio

Joissakin organismeissa munasolun plasmamembraanin depolarisaatio tapahtuu, kun se joutuu kosketuksiin siittiöiden kanssa, mikä estää useamman kuin yhden lannoittamasta sitä..

Toinen mekanismi polyspermian estämiseksi on kortikaalinen reaktio, jossa vapautuu entsyymejä, jotka muuttavat zona pellucidan rakennetta, inhiboivat glykoproteiinia ZP3 ja aktivoivat ZP2: n, mikä tekee tästä alueesta läpäisemättömän muille siittiöille.

Siittiöiden ominaisuudet

Miesten sukusoluilla on ominaisuuksia, jotka tekevät niistä hyvin erilaiset kuin naispuoliset sukusolut ja jotka ovat hyvin mukautettuja levittämään yksilön geenejä seuraaviin sukupolviin.

Toisin kuin ovulit, siittiösolut ovat pienimmät solut, jotka ovat elimistössä ja niillä on lippu, jonka avulla ne voivat liikkua voidakseen saavuttaa naispuolisen gametan (jolla ei ole tällaista liikkuvuutta) sen hedelmöittämiseksi. Tämä flagellum koostuu kaulasta, välialueesta, pääalueesta ja terminaalialueesta.

Kaulassa ovat keskipisteet ja välialueella mitokondriot, jotka vastaavat niiden liikkuvuuden edellyttämän energian tuottamisesta.

Yleensä siittiöiden tuotanto on erittäin korkea, sillä se on erittäin kilpailukykyinen, sillä vain noin 25% hedelmöittää naispuolista gametaa.

Spermatogeneesin ja oogeneesin erot

Spermatogeneesillä on ominaisuuksia, jotka erottavat sen oogeneesistä:

-Solut tekevät meioosia jatkuvasti yksilön seksuaalisesta kypsymisestä, jolloin kukin solu tuottaa neljä kypsiä sukusoluja yhden sijasta.

-Siittiöt kypsyvät monimutkaisen prosessin jälkeen, joka alkaa meiosiksen jälkeen.

-Siittiöiden tuottamiseksi esiintyy kaksi kertaa niin paljon solujen jakaumia kuin muna-aineen muodostuksessa.

viittaukset

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., ja Walter, P. (2008).Solun molekyylibiologia. Garland Science, Taylor ja Francis Group.
  2. Creighton, T. E. (1999). Encyclopedia of Molecular biology. John Wiley ja Sons, Inc.
  3. Hill, R. W., Wyse, G.A. & Anderson, M. (2012). Eläinten fysiologia. Sinauer Associates, Inc. Kustantajat.
  4. Kliman, R. M. (2016). Evoluutiobiologian Encyclopedia. Academic Press.
  5. Marina, S. (2003) Edistää spermatogeneesin tuntemusta, kliinisiä vaikutuksia. Iberoamerican Fertility -lehti. 20(4), 213-225.
  6. Ross, M. H., Pawlina, W. (2006). histologia. Toimituksellinen Panamericana Medical.