ANO ANG GAMETOGENESIS? PROSESO AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang gametogenesis ay ang pagbuo ng mga gametes o sex cells sa mga nabubuhay na organismo. Pinapayagan ng prosesong ito ang mga indibidwal na magbago at magpadala ng ilang mga pansamantalang pagbabago sa pagpapahayag ng kanilang mga gen, na "sapilitan" ng mga panlabas na signal, sa kanilang mga anak.

Ang lahat ng mga indibidwal na may sekswal na pagpaparami ay regular na gumagawa ng dalawang uri ng mga cell ng mikrobyo na tinatawag na "gametes." Ang mga cell na ito ay hindi maaaring direktang bubuo tulad ng mga spores ng fungi, iyon ay, hindi nila laging mapapalaki, sa kanilang sarili, sa isang bagong indibidwal.

Representative eskematiko ng babae at male gametogenesis (Pinagmulan: Elversberg sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang parehong mga uri ng mga cell, ang male gamete at ang babaeng gamete, ay dapat magkasama sa bawat isa sa isang kaganapan na kilala bilang "pagpapabunga." Pagkatapos lamang ng pagpapabunga, ang produkto ng cell ng fusion na ito, ang zygote, ay maaaring magbigay ng isang bagong indibidwal.

Ang mga gamet ng isang malaking bilang ng mga hayop ay synthesized mula sa gonads, na kung saan ang mga organo na mahigpit na dalubhasa sa pagpapaandar na ito. Ang mga gonads ay may isang germinative epithelium na may mga cell na tinatawag na "gonias", na kung saan ay may utang sila sa kanilang pangalan. Ang mga Gonias ay morphologically pareho sa parehong kasarian. Gayunpaman, sa mga lalaki ito ay tinawag na "spermatogonia" at sa mga babae ay tinawag silang "oogonia".

Ang gametogenesis ay sumasaklaw sa parehong spermatogenesis at oogenesis at parehong mga proseso ay homologous, pagbabahagi ng tatlong pangunahing mga hakbang para sa pagbuo ng mga gametes.

Ang Gametogenesis ay nakikilala sa pamamagitan ng pagiging isang proseso ng cell division kung saan ang kromosomal na pag-load ng isang indibidwal ay nabawasan ng kalahati, na posible salamat sa meiotic division, kung saan nangyari ang dalawang magkakasunod na chromosomal na mga paghihiwalay.

Ang paggawa ng mga sex cells sa isang hayop o isang halaman ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan, na kung saan ang pagkakaiba ng pagpapahayag ng ilang mga gen na nagsasagawa ng "mga tagubilin" na kinakailangan kapwa para maganap ang mga paghati sa cell at para sa mga pagbabago na ma-trigger. kaukulang morphogenetic.

Lalaki gametogenesis

Ang male gametogenesis ay ang proseso kung saan ang spermatogonia ay mature at magkakaiba sa sperm. Ito ay isang kumplikadong proseso kung saan nahahati ang totipotential stem cells upang makabuo ng mga anak na babae na magiging tamud.

Sa karamihan ng mga bagay na nabubuhay na may male gametogenesis, hindi ito nagaganap hanggang sa isang tiyak na edad ng pag-unlad. Sa kaso ng mga tao, nagsisimula itong mangyari sa panahon ng pagbibinata at nagpapatuloy para sa natitirang buhay.

Ang male gametogenesis sa maraming mga hayop, kabilang ang tao, ay tinatawag na "spermatogenesis" at binubuo ng tatlong mga hakbang: mitotic paglaganap, meiotic paglaganap, at pag-aayos ng cell.

Proseso

Ang Spermatogenesis ay nagsisimula sa isang mitosis na nagdaragdag ng bilang ng spermatogonia. Ang Spermatogonia ay isang populasyon ng mga cell na nasa pare-pareho na mitotic division, dahil pinangangasiwaan nila ang pag-renew ng mga stem cell na magmula sa tamud.

Kaya, ang proseso ng mitotic sa male gametogenesis ay mahalaga para sa paglaganap at pagpapanatili ng spermatogonia.

Ang ilan sa spermatogonia na sanhi ng pagtaas ng mitosis sa laki upang maging pangunahing spermatocytes. Ang bawat pangunahing spermatocyte ay sumasailalim sa pagbawas sa pag-load ng chromosomal sa pamamagitan ng isang unang meiotic division (meiosis I) na nagreresulta sa dalawang pangalawang spermatocytes.

Ang pangalawang spermatocytes ay pumapasok sa isang pangalawang bahagi ng meiotic (meiosis II), ngunit sa walang interface na nangyayari (ang kromosomal na pag-load ay hindi nahahati muli) kaya ang mga nagresultang mga cell ay may parehong pag-load ng chromosomal, iyon ay, sila ay haploid.

Ang mga nagreresultang mga selula ng haploid ay tinatawag na spermatids at ang bawat isa ay maaaring maglaman lamang ng mga kromosoma ng mga ina o inasal o mga magulang o isang pinaghalong iba't ibang mga sukat ng mga kromosom ng parehong mga magulang.

Ang mga Spermatids ay nagpasok ng isang proseso na tinatawag na "spermiogenesis", kung saan sumailalim sila sa iba't ibang mga pagbabago sa morphological, pinapabagsak ang kanilang mga kromosoma, pinalawak ang kanilang flagellum, binawasan ang kanilang nilalaman na cytoplasmic at, sa wakas, ay naging mature sperm (bagaman ang pagkahinog, sa maraming mga kaso, nagtatapos habang ang mga ito ay pinakawalan sa babaeng reproductive tract).

Mga Tampok

Sa kabila ng katotohanan na ang spermatogenesis ay patuloy na nangyayari sa buong buhay ng reproduktibo ng isang may sapat na hayop, ang prosesong ito ay may nag-iisang layunin ng paggawa ng mga selula kung saan ang impormasyong genetic nito ay maipapadala sa mga supling, na posible lamang sa sa pamamagitan ng sekswal na pagpaparami sa isang babae ng parehong species.

Bilang karagdagan, pinapayagan nito ang mga kalalakihan ng mga species na ihalo ang genetic na impormasyon ng kanilang mga nauna at kanilang sariling kasama ng babae upang madagdagan ang pagkakaiba-iba ng genetic ng mga supling.

Ang kakayahang paghaluin ang impormasyong genetiko ay tumutulong sa mga species na makakuha ng mahahalagang katangian na makakatulong sa kanila na malampasan ang mga pagbabago o hindi kanais-nais na mga kondisyon sa kapaligiran na kanilang tinitirhan.

Babae gametogenesis

Ang babaeng gametogenesis o oogenesis ay isa sa mga pinaka-pinag-aralan na proseso sa buong kasaysayan ng sangkatauhan. Ang mga siyentipiko mula sa iba't ibang mga lugar tulad ng gamot, biology, ekonomiks, sosyolohiya at pampublikong patakaran, atbp ay nakatuon sa kanilang sarili sa pag-aaral nito.

Ang Ingles na doktor na si William Harvey ay bumalangkas ng isang sikat na parirala tungkol sa oogenesis na bumabasa: "lahat ng buhay ay nagmula sa itlog".

Sa buong buhay ng maraming mga babaeng hayop, mga 1 hanggang 2 milyong oocytes ang ginawa, ngunit 300 hanggang 400 lamang ng mga oocytes ang may edad at "ovulated." Sa mga babae ng maraming mga species ng hayop, pagkatapos ng pagbibinata, ang isa o higit pang mga oogonia ay bubuo sa bawat buwan, na bumubuo ng mga mature ovule.

Proseso

Ang mga cell ng mikrobyo ng ovary, na tinatawag na oogonia o oogonia, ay nagdaragdag sa bilang sa pamamagitan ng mitosis. Ang bawat nagreresultang oogonia ay may parehong bilang ng mga kromosoma tulad ng iba pang mga somatic cells. Kapag ang oogonia ay tumigil sa pagpaparami, lumalaki sila sa laki at nagiging pangunahing mga oocytes.

Bago maganap ang unang bahagi ng meiotic division, ang mga kromosoma sa pangunahing mga oocytes ay ipinares sa kanilang homologous chromosome, kalahati na nagmula sa ina at kalahati mula sa ama.

Representasyon ng panregla cycle. 1) regla; 2) Maturation ng follicle; 3) Matandang follicle; 4) Corpus luteum at 5) Pagwawasak ng corpus luteum (Pinagmulan: M.Komorniczak, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Pagkatapos ang unang "pagbabawas" o pagkahinog na bahagi ay nangyayari, iyon ay, ang unang meiosis. Ang paghahati na ito ay nagreresulta sa dalawang mga cell, isang cell na may kalahati ng genetic material, na may mahinang nilalaman ng cytoplasmic at kilala bilang "unang polar body".

Ang pangalawang cell na nagreresulta mula sa unang meiosis ay malaki at mas mayaman sa nilalaman ng cytoplasmic kaysa sa polar body, bilang karagdagan, ang cell na ito ay may iba pang kalahati ng genetic content ng pangunahing oocyte na nagbigay dito. Ang pangalawang cell na ito ay tinatawag na "pangalawang oocyte".

Sa pangalawang bahagi ng meiotic, ang pangalawang oocyte at ang unang polar body split, na bumubuo ng isang malaking "ovotid" at tatlong maliit na polar na katawan, ayon sa pagkakabanggit. Ang ovotid ay lumalaki at nagbabago upang magbigay ng pagtaas sa isang may edad na ovum.

Ang mga polar na katawan ay hindi gumagana at nagtatapos sa pagwawasak, ngunit ang kanilang pormasyon ay kinakailangan upang mapalabas ang ovum ng "labis" ng mga kromosoma. Kaugnay nito, ang hindi pantay na dibisyon ng cytoplasmic ay nagbibigay-daan sa isang malaking cell na magawa na may sapat na reserbang materyal para sa pagbuo ng isang bagong indibidwal.

Mga Tampok

Tulad ng male gametogenesis, ang babaeng gametogenesis ay may pangwakas na layunin na makabuo ng babaeng gamete. Gayunpaman, ang gamete na ito ay may iba't ibang mga katangian at pag-andar kaysa sa male gamete.

Tulad ng sa synthesis ng male gametes, hinahalo din ng mga babaeng gamet ang genetic na impormasyon ng mga magulang at ang indibidwal na gumagawa ng mga ito upang maipadala ang impormasyong ito at, sa parehong oras, ay nagdaragdag ng pagkakaiba-iba ng genetic ng kanilang mga anak.

Sa kabila ng katotohanan na sa babaeng gametogenesis, ang pangunahing mga oocytes ay nagbibigay ng isang solong functional ovum (babaeng gamete), mayroon silang lahat ng nutritional material upang mapataas ang bagong indibidwal sa sandaling nangyayari ang pagpapabunga.

Kapansin-pansin na, sa mga tao, halimbawa, ang babaeng gametogenesis ay isang tuluy-tuloy na proseso mula sa pagbibinata, ngunit may hangganan, iyon ay, sa pangsanggol ng isang babaeng-sex na sanggol, ang lahat ng mga pangunahing oocytes na gagawin ng isang babae ay nabuo sa lahat ng kanilang buhay, na "nawala" na may regla bawat buwan.

Ang gametogenesis sa mga halaman

Sa mga mas mataas na halaman lamang ang nagsasalita tungkol sa tamang gametogenesis at ang proseso sa mga halaman ay katulad ng sa mga hayop.

Ang pangunahing pagkakaiba ay ang mga halaman ay may kakayahang makagawa ng mga gametes sa huling yugto ng pag-unlad, na hindi pa nauna nang natukoy, samantalang, sa mga hayop, ang pagbuo ng mga gamet ay limitado sa mga tiyak na rehiyon pag-unlad ng embryonic.

Gamtogenesis sa mga namumulaklak na halaman (Pinagmulan: Pablo damiani2 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang isa pang mahalagang katangian ay na kahit na ang pagkamayabong ng mga gametes ay maaaring madalas na naapektuhan ng mga genetic mutations, ang mga mutation na ito ay bihirang nakamamatay para sa mga supling.

Sa mas mataas na halaman ang mga male at female gametes ay ang pollen butil at ang ovule, ayon sa pagkakabanggit. Parehong ang ovule at ang pollen butil ay sessile (immobile) at matatagpuan sa loob ng bawat isa sa kanilang mga kaukulang mga gametophytes (na magkatulad sa mga gonads).

Babae gametogenesis

Sa mga namumulaklak na halaman, ang mga site ng produksiyon ng ovule ay kilala bilang "megaspimpan" at matatagpuan sa loob ng isang obaryo na naglalaman ng isa o maraming mga ovule. Ang bawat ovule ay binubuo ng isang megasporangium na tinatawag na nucela at napapaligiran ng isa o higit pang mga integumento.

Ang mga integumento ay magkasama sa isang dulo upang mabuo ang mikropono, isang pagbubukas kung saan ang tibok ng pollen ng butil ng pollen ay tumagos. Sa loob ng megasporangia, ang isang cell na kilala bilang isang "megasporocyte" ay kumikilos bilang cell ng ina ng megaspore (ovule).

Ang megasporocyte ay sumasailalim sa meiosis at bumubuo ng apat na haploid megaspores. Ang tatlo sa mga megaspores ay kadalasang nagkalas at ang isa na pinakamalayo sa micropyle ay nananatili at nagiging megagametophyte.

Sa karamihan ng mga angiosperma ang pagbuo ng megagametophyte ay gumagawa ng walong nuclei. Apat na nuclei ang pumupunta sa isang dulo ng itlog at ang iba pang apat ay pumupunta sa isa. Ang isang nucleus mula sa bawat isa sa mga dulo ay lumilipat patungo sa sentro ng ovule, ang mga ito ay kilala bilang "polar nuclei".

Ang natitirang nuclei sa bawat end form cells at isa sa mga cell na malapit sa micropyle ay bubuo sa isang mature cell cell.

Ang mature megagametophyte ay binubuo ng 8 nuclei sa 7 iba't ibang mga cell. Kilala rin ito bilang "embryo sac", dahil ang embryo ay bubuo sa loob pagkatapos maganap ang pagpapabunga.

Lalaki gametogenesis

Ang mga butil ng pollen o microgametophytes ay ginawa at nilalagay sa mga stamens ng bulaklak. Ang bawat stamen ay may isang anther at ang bawat anther ay karaniwang may apat na microsporangia, na kilala bilang mga pollen sac.

Sa loob ng bawat pollen sac ay ang mga stem cell ng microspores, iyon ay, ng mga butil ng pollen. Ang lahat ng mga stem cell ay sumasailalim sa isang proseso ng meiotic, at apat na haploid microspores ay ginawa mula sa bawat stem cell.

Ang mga mikropono ay lumalaki at umuunlad sa isang hindi pa natatandang butil ng pollen. Ang mga hindi pa natapos na butil ng pollen ay may isang cell mula sa kung saan ang "pollen tube" ay bumangon at isang generative cell, na gagawa ng dalawang sperm cells.

Bago ang polen ay pinakawalan mula sa anther, bubuo ito ng isang panlabas na proteksiyon na shell ng isang protina na tinatawag na exin at isang panloob na proteksyon na shell ng isa pang protina, intin. Maraming mga species ng mga halaman ay maaaring makilala sa pamamagitan ng pattern na bubuo sa panloob na takip ng pollen haspe.

Ang pangwakas na pag-unlad ng butil ng polen ay nangyayari sa "pag-aanak" ng tubo ng polen, nangyayari lamang ito pagkatapos na ang butil ng pollen ay idineposito sa stigma ng bulaklak na magkakasunod na pollinate.

Mga Sanggunian

1. Desai, N., Ludgin, J., Sharma, R., Anirudh, RK, & Agarwal, A. (2017). Babae at lalaki na gametogenesis. Sa Clinical gamot at operasyon (pp. 19-45). Springer, Cham.
2. Hilscher, W., & Hilscher, B. (1976). Kinetics ng male gametogenesis. Andrologia, 8 (2), 105-116.
3. McCormick, S. (1991). Ang Molecular analysis ng male gametogenesis sa mga halaman. Mga Uso sa Genetika, 7 (9), 298-303.
4. Ünal, E., & Amon, A. (2011, Enero). Ang pagbuo ng gamete ay nagreresulta sa pag-iipon ng orasan sa lebadura. Sa Cold Spring Harbour simposia sa dami ng biyolohiya (Tomo 76, pp. 73-80). Cold Spring Harbour Laboratory Press.
5. Van Blerkom, J., & Motta, P. (Eds.). (2012). Ultrastructure ng Reproduction: Gametogenesis, Fertilization, at Embryogenesis (Tomo 2). Springer Science & Business Media.
6. Van Werven, FJ, & Amon, A. (2011). Ang regulasyon ng pagpasok sa gametogenesis. Mga Transaksyon ng Pilosopikal ng Royal Society B: Biological Science, 366 (1584), 3521-3531.
7. Wilson, ZA, & Yang, C. (2004). Plant gametogenesis: pag-iingat at kaibahan sa pag-unlad. Ang pagpaparami, 128 (5), 483-492.