Tahap spermatogenesis dan ciri-ciri mereka

The spermatogenesis Ia adalah satu proses yang terdiri daripada pembentukan sperma dari sel-sel kuman (spermatogonium). Berlaku dalam individu lelaki organisma eukariotik dengan pembiakan seksual.

Untuk proses ini dijalankan dengan cekap, ia memerlukan syarat-syarat tertentu, di antaranya: pembahagian kromosom yang betul dengan ekspresi gen yang tepat dan medium hormon yang mencukupi, untuk menghasilkan sejumlah sel berfungsi.

Transformasi spermatogonia ke dalam gamet matang berlaku semasa kematangan seksual dalam organisma. Proses ini dipicu oleh pengumpulan hormon tertentu seperti gonadotropin pituitari, seperti HCG (gonadotropin chorionic manusia), yang terlibat dalam pengeluaran testosteron..

Indeks

• 1 Apa itu spermatogenesis?
  • 1.1 Unsur genetik yang terlibat
• 2 Peringkat dan ciri-ciri mereka
  • 2.1 fasa spermatogonik
  • 2.2 2. Fasa spermatik
  • 2.3 3. Fasa spermiogenik
• 3 peraturan hormon
  • 3.1 Persenyawaan
• 4 Ciri-ciri sperma
• 5 Perbezaan antara spermatogenesis dan oogenesis
• 6 Rujukan

Apakah spermatogenesis?

Spermatogenesis terdiri daripada pembentukan gamet lelaki: sperma.

Pengeluaran sel-sel seks bermula di tubulus seminiferous, terletak di testis. Tubul ini menduduki kira-kira 85% daripada jumlah gonad dan di dalamnya sel-sel kuman yang tidak matang atau spermatogoni yang dibahagikan secara berterusan oleh mitosis.

Sesetengah spermatogonia berhenti mereproduksi dan menjadi spermatosit utama, yang memulakan proses meiosis untuk menghasilkan setiap sepasang spermatosit sekunder dengan caj kromosom lengkap mereka.

Yang terakhir menyelesaikan tahap meiosis kedua, akhirnya menimbulkan empat spermatid dengan separuh beban kromosom (haploid).

Kemudian mereka menjalani perubahan morfologi, menjana sperma, yang diarahkan ke epididimis yang terletak di skrotum di sebelah buah zakar. Dalam saluran ini pematangan gamet yang siap untuk menghantar gen individu berlaku.

Proses spermatogenesis bergantung kepada peraturan hormon dan genetik. Proses ini bergantung kepada testosteron, jadi dalam tubula seminiferous adalah sel khusus (sel Leydig) dalam penghasilan hormon ini.

Unsur-unsur genetik yang terlibat

Sesetengah gen penting dalam spermatogenesis adalah gen SF-1, yang bertindak dalam pembezaan sel-sel Leydig, dan gen SRY, yang menyelia dalam pembezaan sel-sel Sertoli dan pembentukan tali testis. Gen lain terlibat dalam pengawalseliaan proses ini: RBMY, DBY, USP9Y dan DAZ.

Yang terakhir dijumpai pada kromosom Y. Ia bertindak pada pengekodan protein RNA yang mengikat dan ketiadaannya dikaitkan dengan ketidaksuburan pada beberapa individu.

Tahap dan ciri-ciri mereka

Sel-sel kuman primitif (gonosit) terbentuk dalam kantong kuning dan bergerak ke puncak genital, membahagi antara sel Sertoli, sehingga membentuk tubulus seminiferous. Gonocytes berada di dalam, dari mana mereka berhijrah ke membran ruangan bawah tanah untuk menghasilkan spermatogonia.

Proliferasi sel germinal primordial dan pembentukan spermatogonia berlaku semasa perkembangan embrio individu. Tidak lama selepas kelahiran, proses pembahagian mitosis sel-sel ini berhenti.

Proses yang mana sperma matang dihasilkan dibahagikan kepada tiga fasa: spermatogonik, spermatositik dan spermiogenik.

1. Fasa spermatogonik

Apabila tempoh kematangan seksual individu mendekati, peningkatan kadar testosteron mengaktifkan percambahan spermatogonia. Sel-sel kuman ini membahagi untuk menghasilkan satu siri spermatogonia yang membezakan spermatosit primer.

Pada manusia, beberapa jenis spermatogonia morfologi dibezakan:

Spermatogoni iklan: Terletak bersebelahan dengan sel-sel interstitial dari tubul seminiferous. Mereka mengalami bahagian-bahagian mitotik yang menjana sepasang jenis iklan yang pada gilirannya masih membahagikan, atau sepasang jenis Ap.

Spermatogonios Ap: Mereka mengikuti proses pembezaan untuk menjana sperma, membahagikan secara berturut-turut dengan mitosis.

Spermatogonium B. Produk pembahagian mitosis spermatogonia Ap. Mereka mempersembahkan nukleus spheroidal dan keunikan bersambung antara satu sama lain dengan "jambatan sitoplasma".

Mereka membentuk sejenis syncytium yang berterusan di peringkat seterusnya, memisahkan dalam pembezaan sperma, apabila spermatozoa dibebaskan dalam lumen dari tubulus seminiferous.

Kesatuan sitoplasma di antara sel-sel ini membolehkan pembangunan serentak setiap pasangan spermatogonia dan setiap individu mendapat maklumat lengkap genetik yang diperlukan untuk berfungsi sejak bahkan selepas meiosis, sel-sel ini terus berkembang.

2. Fasa spermatokrit

Dalam fasa ini, B spermatogonia dibahagikan mitotically, membentuk spermatocytes I (utama) untuk membuat salinan kromosom mereka, supaya setiap sel mempunyai dua set kromosom, membawa dua kali ganda jumlah biasa maklumat genetik.

Selanjutnya, bahagian meiotik spermatosit ini dijalankan, sehingga bahan genetik di dalamnya mengalami pengurangan hingga mencapai karakter haploid..

Mitosis I

Dalam bahagian meiotik yang pertama, kromosom dipendam dalam prophase, dan dalam kes manusia, 44 autosom dan dua kromosom (satu X dan satu Y), masing-masing dengan satu set kromatid, dipekatkan..

Kromosom homologous digabungkan bersama sambil menyelaraskan plat khatulistiwa dari metaphase. Pengaturan ini dipanggil tetrads kerana ia mengandungi dua pasang kromatid.

The tetrads exchange material genetic (crossing-over) dengan menyusun semula kromatid dalam struktur yang disebut kompleks sinapsonemik.

Dalam proses ini, kepelbagaian genetik berlaku apabila maklumat dipertukarkan antara kromosom homolog yang diwarisi dari bapa dan ibu, memastikan bahawa semua spermatid yang dihasilkan dari spermatosit adalah berbeza.

Pada akhir persimpangan, kromosom memisahkan, bergerak ke tiang bertentangan spindle meiotik, "melarutkan" struktur tetrad, kromatid yang dikombinasikan setiap kromosom yang tinggal bersama.

Satu lagi cara untuk menjamin kepelbagaian genetik berkenaan dengan ibu bapa adalah dengan pengagihan rawak kromosom yang diperoleh dari bapa dan ibu ke arah tiang gelendong. Di akhir pembahagian meiotik ini, spermatosit II (sekunder) dihasilkan.

Meiosis II

Spermatosit sekunder memulakan proses meiosis kedua sebaik sahaja ia terbentuk, tanpa mensintesis DNA baru. Akibatnya, setiap spermatosit mempunyai separuh kromosom yang dikenakan dan setiap kromosom mempunyai sepasang kromatid kakak dengan DNA yang disalin.

Di dalam metafase, kromosom diagihkan dan diselaraskan pada plat khatulistiwa, dan kromatid terpisah berpindah ke arah sisi bertentangan spindle meiotik.

Selepas menguraikan membran nuklear, spermatid haploid diperoleh dengan separuh daripada kromosom (23 pada manusia), kromatid dan satu salinan maklumat genetik (DNA).

3. Fasa spermiogenik

Spermatogenesis adalah peringkat terakhir spermatogenesis, dan ia tidak pembahagian sel berlaku, tetapi perubahan morfologi dan metabolik yang membolehkan pembezaan sel matang haploid sperma.

Perubahan sel berlaku semasa spermatid dilampirkan pada membran plasma sel Sertoli, dan dapat dijelaskan dalam empat fasa:

Golgi fasa

Ia adalah proses di mana alat Golgi menimbulkan acrosome, oleh pengumpulan granul proacrosomal atau PAS (Acid Peryodic-Schiff reactive) di kompleks Golgi.

Granules ini terbuka kepada vesicle acrosome yang terletak di sebelah nukleus dan kedudukan mereka menentukan bahagian anterior spermatozoon.

Centrioles bergerak ke arah bahagian posterior spermatid, menjajarkan secara serentak dengan membran plasma dan mengarang doublet yang menyatukan microtubules axoneme di pangkal flagellum sperma.

Fasa penutup

Vesicle acrosome tumbuh dan meluas di bahagian anterior nukleus yang membentuk cap acrosome atau acrosome. Dalam fasa ini, kandungan nukleus dipekatkan dan bahagian nukleus yang terletak di bawah acrosome bertambah, kehilangan pori-pori.

Fasa acrosome

teras memanjang mengelilingi untuk elips, dan flagellum adalah berorientasikan supaya kayu akhir hadapan untuk sel-sel Sertoli menunjuk ke lamina basal tubul seminiferous, di mana pembentukan memanjangkan flagellum.

sitoplasma disesarkan posteriorly sel dan microtubules cytoplasmic berkumpul dalam sarung silinder (manchette) terkemuka dari cap acrosomal ke arah bahagian belakang spermatid yang.

Setelah mengembangkan flagellum, centrioles bergerak kembali ke nukleus, mengikuti alur pada bahagian posterior nukleus, dari mana sembilan serat tebal yang mencapai microtubules axoneme muncul; dengan cara ini nukleus dan flagellum disambungkan. Struktur ini dikenali sebagai rantau leher.

Mitokondria bergerak ke arah bahagian belakang leher, mengelilingi serat tebal dan disusun dalam sarung heliks yang ketat membentuk kawasan pertengahan ekor sperma. Sitoplasma bergerak untuk menutupi flagellum yang sudah terbentuk, dan "manchette" larut.

Tahap kematangan

Cytoplasm yang berlebihan adalah phagocytosed oleh sel Sertoli, membentuk tubuh sisa. Jambatan sitoplasma yang terbentuk dalam spermatogonia B kekal di dalam badan sisa, jadi spermatid dipisahkan.

Akhirnya spermatids sel Sertoli dilepaskan, membebaskan berdasarkan tubul seminiferous dari mana mereka diangkut melalui tiub lurus, testis rete dan saluran efferent epididimis untuk.

Peraturan hormon

Spermatogenesis adalah satu proses yang halus dikawal oleh hormon, terutamanya testosteron. Pada manusia keseluruhan proses dicetuskan kematangan seksual, dengan melepaskan hormon GnRH hypothalamic yang mengaktifkan pengeluaran dan pengumpulan gonodotropinas pituitari (LH, FSH dan HCG).

sel-sel Sertoli mensintesis protein testosteron mengikat (ABP) oleh rangsangan FSH, dan dengan testosteron yang dikeluarkan oleh sel-sel Leydig (dirangsang oleh LH), memastikan kepekatan yang tinggi hormon dalam tubul seminiferous.

Di dalam sel Sertoli, estradiol juga disintesis, yang campur tangan dalam pengawalseliaan aktiviti sel Leydig.

Persenyawaan

Epididimis menghubungkan dengan vas deferens yang berakhir di uretra, akhirnya membolehkan sperma keluar, yang kemudian mencari telur untuk menyuburkan, melengkapkan kitaran reproduksi seksual.

Sebaik sahaja dikeluarkan, sperma boleh mati dalam masa beberapa minit atau jam, mencari gamete wanita sebelum ini berlaku.

Pada manusia kira-kira 300 juta sperma dibebaskan dalam setiap ejakulasi semasa persetubuhan, tetapi hanya sekitar 200 yang masih hidup sehingga mereka sampai ke kawasan di mana mereka dapat kawin.

Sperma mesti menjalani proses latihan di saluran pembiakan wanita di mana mereka memperoleh mobiliti yang lebih besar dari flagellum dan menyediakan sel untuk tindak balas acrosome itu. Ciri-ciri ini diperlukan untuk menyuburkan ovul.

Latihan sperma

Antara perubahan yang mempunyai biokimia kemuncak sperma dan perubahan fungsi, sebagai hyperpolarization membran plasma, peningkatan pH cytosolic, perubahan dalam lipid dan protein, dan pengaktifan reseptor membran yang membolehkan mereka untuk diiktiraf oleh zona pellucida yang untuk menyertai.

Rantau ini berfungsi sebagai penghalang kimia untuk mengelakkan pembiakan antara spesies, kerana tidak mengiktiraf reseptor spesifik tidak melakukan persenyawaan.

Ovula mempunyai lapisan sel butiran dan dikelilingi oleh kepekatan tinggi asid hyaluronik yang membentuk matriks ekstraselular. Untuk menembusi lapisan sel ini, sperma mempunyai enzim hyaluronidase.

Apabila terkena zona pellucida, reaksi acrosome dicetuskan, di mana kandungan topi acrosomal dilepaskan (seperti enzim hydrolytic), yang membantu sperma untuk menyeberangi rantau ini dan menyertai membran plasma telur, melepaskan di dalamnya kandungannya cytoplasmic, organel dan nukleus.

Tindak balas kortikal

Dalam sesetengah organisma, depolarisasi membran plasma ovum berlaku apabila ia datang bersentuhan dengan sperma, menghalang lebih daripada satu daripada menyuburkannya..

Satu lagi mekanisme untuk menghalang tindak balas kortikal polyspermy adalah di mana enzim yang mengubah struktur zona pellucida, ZP3 Glikoprotein menghalang dan mengaktifkan ZP2, menjadikan rantau ini tidak dapat ditembusi untuk spermatozoa yang lain dilepaskan.

Ciri-ciri sperma

Gamet lelaki mempunyai ciri-ciri yang menjadikannya sangat berbeza dari gamet betina dan sangat disesuaikan untuk menyebarkan gen individu kepada generasi berikut.

Berbeza dengan ovum, sel sperma adalah sel-sel terkecil yang ada di dalam tubuh dan mempunyai flagellum yang membolehkan mereka bergerak untuk mencapai gamet perempuan (yang tidak mempunyai mobilitas sedemikian) untuk menyuburkannya. Flagellum ini terdiri daripada leher, rantau pertengahan, rantau utama dan rantau terminal.

Di leher adalah centrioles, dan di rantau pertengahan adalah mitokondria, yang bertanggungjawab untuk menyediakan tenaga yang diperlukan untuk mobiliti mereka.

Secara umum, pengeluaran sperma sangat tinggi, sangat kompetitif di kalangan mereka kerana hanya kira-kira 25% sebenarnya akan membuahi gamete wanita.

Perbezaan antara spermatogenesis dan oogenesis

Spermatogenesis mempunyai ciri-ciri yang membezakannya daripada oogenesis:

-Sel-sel ini meiosis secara berterusan daripada pematangan seksual individu, menghasilkan setiap sel empat gamet matang bukannya satu.

-Sperma matang selepas proses kompleks yang bermula selepas meiosis.

-Untuk pengeluaran sperma, dua kali lebih banyak bahagian sel berlaku seperti pembentukan telur.

Rujukan

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008).Biologi Molekul Sel. Garland Science, Taylor dan Francis Group.
2. Creighton, T. E. (1999). Ensiklopedia biologi molekul. John Wiley dan Sons, Inc.
3. Hill, R.W., Wyse, G.A., & Anderson, M. (2012). Haiwan fisiologi. Sinauer Associates, Inc. Publishers.
4. Kliman, R. M. (2016). Ensiklopedia Biologi Evolusi. Akademik Akhbar.
5. Marina, S. (2003) Kemajuan dalam pengetahuan mengenai Spermatogenesis, implikasi klinikal. Majalah Kesuburan Iberoamerican. 20(4), 213-225.
6. Ross, M. H., Pawlina, W. (2006). Histologi. Perubatan Panamericana Editorial.