SPERMATOGENESIS: MGA YUGTO AT KANILANG MGA KATANGIAN - BIOLOGY - 2024

Ang spermatogenesis ay isang proseso ng pagbuo ng spermatozoa mula sa mga cell ng mikrobyo (spermatogonia). Ito ay nangyayari sa mga indibidwal na indibidwal ng eukaryotic organismo na may sekswal na pagpaparami.

Para sa prosesong ito ay maisasakatuparan nang maayos, nangangailangan ito ng mga tiyak na kundisyon, kabilang ang: isang wastong dibisyon ng chromosomal na may tumpak na mga expression ng gene at isang sapat na hormonal medium, upang makabuo ng isang mataas na bilang ng mga functional cells.

Pinagmulan: Anchor207

Ang pagbabagong-anyo ng spermatogonia sa mga mature na gamet ay nangyayari sa panahon ng seksing pagkahinog sa mga organismo. Ang prosesong ito ay na-trigger dahil sa akumulasyon ng ilang mga hormones ng pituitary gonadotropin type, tulad ng HCG (human chorionic gonadotropin) na namamagitan sa paggawa ng testosterone.

Ano ang spermatogenesis?

Ang Spermatogenesis ay binubuo ng pagbuo ng male gametes: tamud.

Ang paggawa ng mga sex cell na ito ay nagsisimula sa mga seminar na may semiferous, na matatagpuan sa mga testes. Ang mga tubule na ito ay sumasakop ng tungkol sa 85% ng kabuuang dami ng mga gonads at sa kanila ay ang mga hindi pa nabubuong mga mikrobyo cell o spermatogonia na patuloy na naghahati sa pamamagitan ng mitosis.

Ang ilan sa mga spermatogonia na ito ay tumitigil sa paggawa ng kopya at maging pangunahing spermatocytes, na nagsisimula sa proseso ng meiosis sa bawat gumawa ng isang pares ng pangalawang spermatocytes na may kanilang buong kromosomal na pag-load.

Kinumpleto ng huli ang pangalawang yugto ng meiosis, na sa wakas ay nagbibigay ng pagtaas sa apat na spermatids na may kalahati ng kromosomal load (haploid).

Kalaunan ay sumailalim sila sa mga pagbabagong morphological, na bumubuo ng tamud, na pumupunta sa epididymis na matatagpuan sa eskotum sa tabi ng mga testicle. Sa duct na ito ang pagkahinog ng mga gametes na handa upang maipadala ang mga indibidwal na gen ay nangyayari.

Ang proseso ng spermatogenesis ay nakasalalay sa regulasyon ng hormonal at genetic. Ang prosesong ito ay nakasalalay sa testosterone, kaya ang mga dalubhasang selula (mga selula ng Leydig) ay matatagpuan sa mga seminar na mga seminaryous sa paggawa ng hormon na ito.

Ang mga elemento ng genetic na kasangkot

Ang ilang mahahalagang gene sa spermatogenesis ay ang SF-1 gene, na kumikilos sa pagkita ng kaibahan ng mga selula ng Leydig, at ang SRY gene, na namamagitan sa pagkita ng kaibahan ng mga selula ng Sertoli at pagbuo ng mga testicular cord. Ang iba pang mga gene ay kasangkot sa pag-regulate ng prosesong ito: RBMY, DBY, USP9Y, at DAZ.

Ang huli ay matatagpuan sa chromosome ng Y. Gumaganap ito sa coding ng RNA na nagbubuklod na mga protina at ang kawalan nito ay naka-link sa kawalan ng katabaan sa ilang mga indibidwal.

Mga yugto at kanilang mga katangian

Ang mga seminiferous tubule na may mature sperm. Nephron

Ang mga primordial germ cells (gonocytes) ay nabuo sa yolk sac at naglalakbay sa genital crest, na naghahati sa pagitan ng mga cell ng Sertoli, kaya bumubuo ng mga semiferous tubule. Ang mga gonocytes ay matatagpuan sa loob, mula sa kung saan lumipat sila patungo sa basement membrane upang madagdagan ang spermatogonia.

Ang paglaki ng mga cellordial mikrobyo at ang pagbuo ng spermatogonia ay nangyayari sa panahon ng pagbuo ng embryonic ng indibidwal. Ilang sandali pagkatapos ng kapanganakan, ang proseso ng mitotic division ng mga cell na ito ay humihinto.

Ang proseso kung saan ang mga matandang sperm ay ginawa ay nahahati sa tatlong yugto: spermatogon, spermatocyte, at tamud.

1. phase ng Spermatogon

Habang papalapit ang panahon ng sekswal na kapanahunan ng mga indibidwal, ang isang pagtaas sa mga antas ng testosterone ay nag-aaktibo sa paglaganap ng spermatogonia. Ang mga cells ng mikrobyo ay nahahati upang makabuo ng isang serye ng spermatogonia na nag-iiba sa mga pangunahing spermatocytes.

Sa mga tao, maraming uri ng morphological na uri ng spermatogonia ay nakikilala:

Spermatogonia Ad: Matatagpuan sa tabi ng mga interstitial cells ng seminaryous tubule. Pinagdudusahan nila ang mga divotic na mitotic na bumubuo ng isang pares ng Ad-type na sa gayon ay patuloy na naghahati, o isang pares na uri ng Ap.

Ap spermatogonia: Sinusunod nito ang proseso ng pagkita ng kaibhan upang makabuo ng tamud, naghahati nang sunud-sunod sa pamamagitan ng mitosis.

Spermatogonia B. Produkto ng mitotic division ng Ap spermatogonia.May mga ito ay isang spheroidal nucleus at ang kakaibang pagkakakonekta sa bawat isa sa pamamagitan ng "mga cytoplasmic tulay".

Bumubuo sila ng isang uri ng syncytium na nagpapatuloy sa mga kasunod na yugto, na naghihiwalay sa pagkita ng sperm, dahil ang sperm ay pinakawalan sa lumen ng seminaryous tubule.

Ang unyon ng cytoplasmic sa pagitan ng mga cell na ito ay nagpapahintulot sa isang naka-synchronize na pag-unlad ng bawat pares ng spermatogonia at na ang bawat isa ay nakakakuha ng kumpletong genetic na impormasyon na kinakailangan para sa kanilang paggana, dahil kahit na pagkatapos ng meiosis, ang mga cell na ito ay patuloy na umuunlad.

2. Spermatocytic phase

Sa yugtong ito, ang sp spermatogonia B ay hinati ang mitotically, na bumubuo ng I (pangunahing) spermatocytes na doble ang kanilang mga kromosom, upang ang bawat cell ay nagdadala ng dalawang hanay ng mga kromosom, na nagdadala ng dalawang beses sa karaniwang halaga ng genetic na impormasyon.

Kasunod nito, ang mga meiotic na dibisyon ng mga spermatocytes ay isinasagawa, upang ang genetic material sa kanila ay sumasailalim sa mga pagbawas hanggang sa maabot ang character na haploid.

Mitosis I

Sa unang bahagi ng meiotic, ang mga kromosoma ay nakalagay sa prophase, na nagreresulta, sa kaso ng mga tao, 44 ​​autosome at dalawang kromosom (isang X at isang Y), bawat isa ay may isang hanay ng mga chromatids.

Ang homologous chromosome couple sa bawat isa habang naglalagay sa equatorial plate ng metaphase. Ang mga pag-aayos na ito ay tinatawag na mga tetrads dahil naglalaman sila ng dalawang pares ng chromatids.

Ang mga Tetrads ay nagpapalit ng genetic material (tumatawid) sa mga chromatids na muling nabubuo sa isang istraktura na tinatawag na synaptonemic complex.

Sa prosesong ito, ang pag-iba ng genetic ay nangyayari sa pamamagitan ng pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng mga homologous chromosome na minana mula sa ama at ina, na tinitiyak na ang lahat ng spermatids na ginawa mula sa spermatocytes ay magkakaiba.

Sa pagtatapos ng pagtawid, hiwalay ang mga kromosoma, na lumilipat sa kabaligtaran ng mga poste ng meiotic spindle, "natunaw" ng istraktura ng mga tetrads, ang mga recombined chromatids ng bawat chromosome na natitira.

Ang isa pang paraan upang masiguro ang pagkakaiba-iba ng genetic na may paggalang sa mga magulang ay sa pamamagitan ng random na pamamahagi ng mga chromosom na nagmula sa ama at ina tungo sa mga pol ng spindle. Sa pagtatapos ng meiotic division na ito, ang II (pangalawang) spermatocytes ay ginawa.

Meiosis II

Ang mga pangalawang spermatocytes ay nagsisimula sa proseso ng pangalawang meiosis pagkatapos mabuo, synthesizing bagong DNA. Bilang resulta nito, ang bawat spermatocyte ay may kalahati ng pag-load ng chromosome at ang bawat kromosome ay may isang pares ng chromatids ng kapatid na may dobleng DNA.

Sa metaphase, ang mga kromosom ay ipinamamahagi at nakahanay sa equatorial plate, at ang mga chromatids ay hiwalay sa pamamagitan ng paglipat sa kabaligtaran ng panig ng meiotic spindle.

Matapos maitaguyod muli ang mga lamad nuklear, nakuha ang haploid spermatids na may kalahati ng mga kromosom (23 sa mga tao), isang chromatid at isang kopya ng genetic na impormasyon (DNA).

3. phase ng tamud

Ang Spermiogenesis ay ang huling yugto ng proseso ng spermatogenesis, at ang mga paghati sa cell ay hindi nangyayari sa loob nito, ngunit ang mga pagbabago sa morphological at metabolic na nagpapahintulot sa pagkita ng pagkita ng selula sa haploid mature sperm.

Ang mga pagbabago sa cellular ay nangyayari habang ang spermatids ay nakakabit sa lamad ng plasma ng mga selulang Sertoli, at maaaring inilarawan sa apat na yugto:

Klase ng Golgi

Ito ay ang proseso kung saan ang Golgi apparatus ay nagbibigay ng pagtaas sa acrosome, sa pamamagitan ng akumulasyon ng mga proacrosomic granules o PAS (pana-panahong acid-Schiff's reaktibo) sa Golgi complexes.

Ang mga butil na ito ay humahantong sa isang acrosomal vesicle na matatagpuan sa tabi ng nucleus at ang posisyon nito ay tumutukoy sa anterior na bahagi ng tamud.

Ang mga sentrioles ay lumilipat patungo sa posterior na bahagi ng spermatid, na ihanay ang kanilang mga sarili na patayo sa lamad ng plasma at gawin ang mga doble na magsasama sa mga microtubule ng axoneme sa base ng sperm flagellum.

Phase phase

Ang acrosomal vesicle ay lumalaki at umaabot sa anterior na bahagi ng nucleus, na bumubuo ng acrosome o acrosomal cap. Sa yugtong ito, ang nilalaman ng nukleyar ay nakalaan at ang bahagi ng nucleus na nananatili sa ilalim ng acrosome thickens, nawala ang mga pores nito.

Acrosome phase

Ang nucleus ay tumatagal mula sa pag-ikot hanggang sa patula, at ang flagellum ay nakatuon upang ang anterior end nito ay nakakabit mismo sa mga selula ng Sertoli na tumuturo patungo sa basal lamina ng mga seminaryous na mga tubule, sa loob kung saan umaabot ang pagbuo ng flagellum.

Ang cytoplasm ay gumagalaw ng posterior sa cell at ang mga cytoplasmic microtubule na naipon sa isang cylindrical sheath (manchette) na tumatakbo mula sa acrosomal cap hanggang sa posterior na bahagi ng spermatid.

Matapos mapaunlad ang flagellum, ang mga centriole ay lumipat patungo sa nucleus, na sumunod sa isang uka sa posterior na bahagi ng nucleus, mula sa kung saan lumabas ang siyam na makapal na mga hibla na umaabot sa microtubule ng axoneme; sa paraang ito ay konektado ang nucleus at flagellum. Ang istraktura na ito ay kilala bilang rehiyon ng leeg.

Ang mitochondria ay lumipat patungo sa posterior region ng leeg, na nakapaligid sa mga makapal na mga hibla at nakaayos sa isang mahigpit na helical sheath na bumubuo ng intermediate na rehiyon ng sperm tail. Ang cytoplasm ay gumagalaw upang masakop ang flagellum na nabuo, at ang "manchette" ay natunaw.

Ang yugto ng ripening

Ang labis na cytoplasm ay phagocytosed ng Sertoli cells, na bumubuo ng nalalabi na katawan. Ang tulay ng cytoplasmic na nabuo sa B spermatogonia ay nananatili sa mga natitirang mga katawan, kaya ang mga spermatids ay pinaghiwalay.

Sa wakas, ang spermatids ay pinakawalan mula sa mga selula ng Sertoli, na inilalabas sa lumen ng seminaryous tubule mula sa kung saan sila dinala sa pamamagitan ng mga tuwid na tubo, rete testis at mga efferent na kanal sa epididymis.

Ang regulasyon sa hormonal

Ang Spermatogenesis ay isang proseso na pinong kinokontrol ng mga hormone, lalo na ang testosterone. Sa mga tao, ang buong proseso ay na-trigger sa seksing pagkahinog, sa pamamagitan ng pagpapalabas sa hypothalamus ng hormon GnRH na nagpapa-aktibo sa paggawa at akumulasyon ng pituitary gonodotropins (LH, FSH at HCG).

Ang mga selula ng Sertoli ay synthesize ang testosterone transporter protein (ABP) sa pamamagitan ng pagpapasigla ng FSH, at kasama ang testosterone na pinakawalan ng mga selula ng Leydig (pinasigla ng LH), sinisiguro nila ang isang mataas na konsentrasyon ng hormon na ito sa mga seminar na seminar.

Sa mga selula ng Sertoli, ang estradiol ay synthesized din, na kasangkot sa regulasyon ng Leydig cell activity.

Pagpapabunga

Ang epididymis ay nag-uugnay sa mga vas deferens na dumadaloy sa urethra, sa wakas pinapayagan ang paglabas ng tamud na kalaunan ay humahanap ng isang itlog upang pataba, na nakumpleto ang siklo ng sekswal na pagpaparami.

Kapag pinakawalan, ang tamud ay maaaring mamatay sa loob ng ilang minuto o oras, na kailangan upang mahanap ang babaeng gamete bago ito mangyari.

Sa mga tao, humigit-kumulang 300 milyong tamud ang pinakawalan sa bawat bulalas sa panahon ng pakikipagtalik, ngunit halos 200 lamang ang makakaligtas hanggang makarating sila sa rehiyon kung saan maaari silang mag-asawa.

Ang tamud ay dapat na dumaan sa isang proseso ng pagsasanay sa babaeng reproductive tract kung saan nakakakuha sila ng higit na kadaliang kumilos ng bandila at inihanda ang cell para sa reaksyon ng acrosome. Ang mga katangiang ito ay kinakailangan upang lagyan ng pataba ang mga itlog.

Ang kapasidad ng tamud

Kabilang sa mga pagbabago na ipinapakita ng sperm, biochemical at functional modification, tulad ng hyperpolarization ng membrane ng plasma, nadagdagan ang cytosolic pH, mga pagbabago sa lipids at protina, at ang pag-activate ng mga receptor ng lamad na nagpapahintulot sa kanila na makilala ng zona pellucida. upang sumali dito.

Ang rehiyon na ito ay gumagana bilang isang hadlang sa kemikal upang maiwasan ang pagtawid sa pagitan ng mga species, dahil sa pamamagitan ng hindi pagkilala sa mga tiyak na receptor, ang pagpapabunga ay hindi nagaganap.

Ang mga itlog ay may isang layer ng mga cell na butil at napapalibutan ng mataas na konsentrasyon ng hyaluronic acid na bumubuo ng isang extracellular matrix. Upang maarok ang layer ng mga selula na ito, ang sperm ay may mga hyaluronidase enzymes.

Sa pakikipag-ugnay sa zona pellucida, ang reaksyon ng acrosome ay na-trigger, kung saan ang mga nilalaman ng acrosomal cap ay pinakawalan (bilang hydrolytic enzymes), na tumutulong sa tamud na tumawid sa rehiyon at sumali sa lamad ng plasma ng ovum, ilalabas sa loob nito ang nilalaman ng cytoplasmic, organelles at nucleus.

Cortical reaksyon

Sa ilang mga organismo, ang isang depolarization ng lamad ng plasma ng ovule ay nangyayari kapag nakikipag-ugnay sa isang tamud, kaya pinipigilan ang higit sa isa mula sa pagpapabunga nito.

Ang isa pang mekanismo upang maiwasan ang polyspermia ay ang cortical reaksyon, kung saan pinalabas ang mga enzymes na nagbabago ng istruktura ng zona pellucida, pinipigilan ang glycoprotein ZP3 at pag-activate ng ZP2, na ginagawang hindi masisilaw ang rehiyon na ito para sa iba pang tamud.

Mga katangian ng tamud

Ang mga male gametes ay may mga katangian na naiiba sa kanila mula sa mga babaeng gametes at lubos na inangkop upang maikalat ang mga gen ng indibidwal sa mga susunod na henerasyon.

Sa kaibahan sa mga ovule, ang tamud ay ang pinakamaliit na mga cell na naroroon sa katawan at nagtatanghal ng isang flagellum na nagpapahintulot sa kanila na lumipat upang maabot ang babaeng gamete (na walang gayong kadaliang kumilos) upang pataba ito. Ang flagellum na ito ay binubuo ng isang leeg, intermediate na rehiyon, pangunahing rehiyon at ang rehiyon ng terminal.

Sa leeg ay ang mga centriole, at sa intermediate na rehiyon ay matatagpuan ang mitochondria, na responsable sa pagbibigay ng enerhiya na kinakailangan para sa kanilang kadaliang kumilos.

Sa pangkalahatan, ang produksyon ng tamud ay napakataas, ang mga ito ay napaka-mapagkumpitensya sa kanila dahil lamang sa paligid ng 25% ay talagang magagawang lagyan ng pataba ang isang babaeng gamete.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng spermatogenesis at oogenesis

Ang Spermatogenesis ay may mga katangian na naiiba ito sa oogenesis:

-Naggawa ang mga Mayo ng patuloy na meiosis mula sa sekswal na pagkahinog ng indibidwal, ang bawat cell na gumagawa ng apat na mature na gametes sa halip na isa.

-Sperm mature pagkatapos ng isang kumplikadong proseso na nagsisimula pagkatapos ng meiosis.

-Para sa paggawa ng isang tamud, dalawang beses sa maraming mga paghati sa cell na nangyayari tulad ng sa pagbuo ng isang ovum.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Molekular na Biology ng Cell. Garland Science, Taylor at Francis Group.
2. Creighton, TE (1999). Encyclopedia ng Molecular biology. John Wiley and Sons, Inc.
3. Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2012). Physiology ng Mga Hayop. Sinauer Associates, Inc. Mga Publisher.
4. Kliman, RM (2016). Encyclopedia ng Ebolusyonaryong Biology. Akademikong Press.
5. Marina, S. (2003) Pagsulong sa kaalaman ng Spermatogenesis, Mga Klinikal na Implikasyon. Ibero-American Fertility Magazine. 20 (4), 213-225.
6. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Kasaysayan. Editoryal na Médica Panamericana.