Spermatogenez evreleri ve özellikleri

spermatogenez Bu, germ hücrelerinden (spermatogonium) sperm oluşumunu içeren bir işlemdir. Cinsel üreme ile ökaryotik organizmaların erkek bireylerinde görülür..

Bu işlemin verimli bir şekilde yürütülmesi için, aralarında özel şartlara ihtiyaç vardır: Çok sayıda fonksiyonel hücre üretmek için kesin gen ifadeleriyle doğru bir kromozomal bölünme ve yeterli bir hormonal ortam;.

Spermatogonia'nın olgun gametlere dönüşümü organizmalarda cinsel olgunlaşma sırasında gerçekleşir. Bu işlem, testosteron üretiminde rol alan HCG (insan koryonik gonadotropini) gibi hipofiz gonadotropinler gibi bazı hormonların birikmesiyle tetiklenir..

indeks

• 1 Spermatogenez nedir?
  • 1.1 İlgili genetik elemanlar
• 2 Aşamalar ve özellikleri
  • 2.1 1. Spermatogonik faz
  • 2.2 2. Spermatocytic evresi
  • 2.3 3. Spermiyojenik faz
• 3 Hormon düzenleme
  • 3.1 Döllenme
• 4 Spermin özellikleri
• 5 Spermatogenez ve oogenesis arasındaki farklar
• 6 Kaynakça

Spermatogenez nedir?

Spermatogenezis erkek gamet oluşumundan oluşur: sperm.

Bu seks hücrelerinin üretimi, testislerde yer alan seminifer tübüllerde başlar. Bu tübüller gonadların toplam hacminin yaklaşık% 85'ini kaplar ve içlerinde sürekli mitozla bölünen olgunlaşmamış germ hücreleri veya spermatogoniler bulunur..

Bu spermlerin bazıları üremeyi keser ve birincil kromozom yükleriyle birlikte bir çift sekonder sperm elde etmek için mayoz sürecine başlayan primer spermler haline gelir..

Sonuncusu mayozun ikinci aşamasını tamamlar, nihayet kromozom yükünün yarısı (haploid) ile dört spermatiye yol açar.

Daha sonra, testislerin yanındaki skrotumda yer alan epididimine yönelik sperm üreten morfolojik değişikliklere uğrarlar. Bu kanalda, bireyin genlerini iletmeye hazır olan gametlerin olgunlaşması oluşur..

Spermatogenez süreci hormonal ve genetik regülasyona bağlıdır. Bu işlem testosteron bağımlıdır, yani seminifer tüplerde bu hormonun üretiminde uzmanlaşmış hücreler (Leydig hücreleri) bulunur..

İlgili genetik elementler

Spermatogenezdeki bazı önemli genler, Leydig hücrelerinin farklılaşmasında etkili olan SF-1 geni ve Sertoli hücrelerinin farklılaşması ve testis kordlarının oluşumuna müdahale eden SRY genidir. Diğer genler bu işlemin düzenlenmesinde rol oynar: RBMY, DBY, USP9Y ve DAZ.

Sonuncusu Y kromozomunda bulunur, RNA bağlayıcı proteinlerin kodlanması üzerine etki eder ve yokluğu bazı bireylerde kısırlığa bağlanır..

Aşamalar ve özellikleri

İlkel germ hücreleri (gonositler), yumurta sarısında kesilir ve Sertoli hücreleri arasında bölünerek üriner tüpleri oluşturan genital tepeye hareket eder. İçinde, spermatogonyumlara neden olmak için bazal membrana göç ettikleri yerden gonositler bulunur..

Primordial germ hücrelerinin çoğalması ve spermatogonia oluşumu, bireyin embriyonik gelişimi sırasında ortaya çıkar. Doğumdan kısa bir süre sonra, bu hücrelerin mitotik bölünme süreci durur.

Olgun spermlerin üretildiği işlem üç aşamaya ayrılır: spermatogonic, spermatocytic ve spermiogenic.

1. Spermatogonic faz

Bireylerin cinsel olgunluk dönemi yaklaşırken, testosteron seviyelerindeki artış spermatogonia'nın çoğalmasını harekete geçirir. Bu germ hücreleri, primer spermatozitlere farklılaşan bir dizi spermatogonia oluşturmak üzere bölünür..

İnsanlarda, çeşitli morfolojik tiplerde spermatogonia bulunur:

Reklam spermatogonios: Seminifer tübülün interstisyel hücrelerinin yanında bulunur. Sırasıyla hala bölünen bir çift tip Reklam ya da Ap tipinde bir çift üreten mitotik bölünmelerden muzdariptirler..

Spermatogonios Ap: Spermi oluşturmak için ardışık olarak mitoz bölünerek bölüştürme sürecini takip ederler..

Spermatogonium B. Spermatogonia Ap'nin mitotik bölünmesinin ürünü, küresel bir çekirdek ve "sitoplazmik köprüler" ile birbirine bağlanma özelliğini gösterir..

Spermatozoa, seminifer borunun lümeninde salındığında, sperm farklılaşmasında ayrılan ve sonraki aşamalarda devam eden bir sinsityum oluştururlar..

Bu hücreler arasındaki sitoplazmik birliktelik, her bir spermatogonia çiftinin senkronize bir şekilde gelişmesine izin verir ve her birinin, mayozdan sonra bile bu hücrelerin gelişmesine devam ettiği için çalışması için gerekli tüm genetik bilgiyi edinir..

2. Spermatocytic aşaması

Bu aşamada, spermatogonia B, kromozomlarını çoğaltan espermatocitos I (birincil), her hücrenin iki genetik bilginin iki katı kromozomik oyun almasının nedeni olarak, kromozomlarını çoğaltan nedenler olarak bölünmüştür.

Daha sonra, bu spermatoitlerin mayotik bölümleri gerçekleştirilir, böylelikle içlerindeki genetik materyal haploid karaktere erişinceye kadar indirgenir..

Mitoz I

Birinci mayotik bölümde, kromozomlar, fazda yoğunlaştırılır ve insanlarda, her birinde bir dizi kromatit bulunan 44 otozom ve iki kromozom (bir X ve bir Y) yoğunlaştırılır..

Metafazın ekvatoral plakasında hizalanırken homolog kromozomlar birbirine bağlanır. Bu düzenlemelere iki çift kromatid içerdikleri için tetrads adı verilir..

Tetrads, kromatitleri sinaptonemik kompleks adı verilen bir yapı içinde yeniden düzenleyerek genetik materyali (geçişi) değiştirir..

Bu süreçte, genetik çeşitlilik, bilginin babadan ve anneden miras kalan homolog kromozomlar arasında değişerek gerçekleşerek gerçekleşir ve bu da spermlerin ürettiği tüm spermatitlerin farklı olmasını sağlar..

Geçişin sonunda, kromozomlar ayrı ayrı, mayotik milin zıt kutuplarına hareket ederek, tetradların yapısını "çözdüren", her bir kromozomun yeniden birleştirilen kromatitleri bir arada kalmış.

Ebeveynlere göre genetik çeşitliliği güvence altına almanın bir başka yolu, baba ve anneden elde edilen kromozomların iş milinin kutuplarına doğru rastgele dağılmasıdır. Bu mayotik bölünme sonunda, spermatocytes II (ikincil) üretilir.

Meiosis II

İkincil spermler, yeni DNA sentezlenmeden ikinci mayozun oluşumundan hemen sonra oluşur. Bunun bir sonucu olarak, her bir spermatosit kromozom yükünün yarısına sahiptir ve her bir kromozom çoğaltılmış DNA içeren bir çift kardeş kromatite sahiptir..

Metafazda, kromozomlar ekvatoral plakaya dağılır ve hizalanır ve kromatitler mayotik milin karşı taraflarına doğru göç ederler..

Nükleer membranları yeniden oluşturduktan sonra, haploid spermatidleri kromozomların yarısı (insanlarda 23), bir kromatit ve genetik bilginin bir kopyası (DNA) ile elde edilir..

3. Spermiyojenik faz

Spermiogenez, spermatogenez sürecinin son aşamasıdır ve hücre bölünmeleri yoktur, ancak hücre farklılaşmasının olgun haploid spermlerine izin veren morfolojik ve metabolik değişiklikler.

Spermatitler, Sertoli hücrelerinin plazma zarına bağlanırken hücre değişiklikleri meydana gelir ve dört fazda tarif edilebilir:

Golgi aşaması

Golgi aparatlarının proakrozomal granüllerin veya PAS'ın (Peryodic acid-Schiff reaktif) birikmesiyle Golroz komplekslerinde birikmesiyle akrozomun ortaya çıkmasına neden olan işlemdir..

Bu granüller çekirdeğin yanında bulunan bir akrozom vezikül içine açılır ve pozisyonları spermatozoonun anterior kısmını belirler.

Merkezkaçlar, spermatidin arka kısmına doğru hareket eder, plazma membranı ile dik olarak hizalanır ve aksonemin mikrotübüllerini sperm flagellumun tabanında birleştiren çiftleri imal eder..

Kap aşaması

Akrozom vezikül, akrozomu veya akrozom kapağını oluşturan çekirdeğin ön kısmı üzerinde büyür ve uzanır. Bu aşamada, nükleer içerik yoğunlaşır ve çekirdeğin akrozomun altında kalan kısmı kalınlaşır ve gözeneklerini kaybeder..

Akrozom aşaması

Çekirdek yuvarlaktan eliptik olarak uzar ve flagellum, ön ucu, oluşumundaki flagella'nın uzandığı, seminifer tübüllerin bazal laminasına doğru işaret eden Sertoli hücrelerine yapışacak şekilde yönlendirilir..

Sitoplazma, hücrenin arka yönünde hareket eder ve sitoplazmik mikro tüpler, akrozomal kaptan spermatidin arka kısmına giden silindirik bir kılıfta (mançette) birikir..

Flagellumu geliştirdikten sonra, merkezciller, çekirdeğin arka kısmındaki bir oluğa yapışarak çekirdeğe geri hareket eder; burada, aksonemin mikrotübüllerine ulaşan dokuz kalın lif ortaya çıkar; bu şekilde çekirdek ve flagellum birbirine bağlanır. Bu yapı boyun bölgesi olarak bilinir..

Mitokondri, kalın lifleri çevreleyen boynun arka bölgesine doğru hareket eder ve sperm kuyruğunun ara bölgesini oluşturan sıkı bir sarmal kılıf içine yerleştirilir. Sitoplazma, halihazırda oluşmuş flagellumu kapsayacak şekilde hareket eder ve "manken" çözülür..

Olgunlaşma aşaması

Aşırı sitoplazma, kalan cismi oluşturan Sertoli hücreleri tarafından fagositozlanır. Spermatogonia B'de oluşan sitoplazmik köprü kalıntı organlarında kalır, bu yüzden spermatitler ayrılır.

Son olarak, spermatidler Sertoli hücrelerinden salınırlar, kendilerini düz tüplerden taşındıkları yerden, yarı tübül lümeninde serbest bırakırlar, testis ve efferent epididimine geçerler..

Hormon düzenleme

Spermatogenez, özellikle testosteron olmak üzere hormonlar tarafından hassas bir şekilde düzenlenmiş bir işlemdir. İnsanlarda tüm süreç cinsel olgunlaşmada, hipofiz gonadotropinlerinin (LH, FSH ve HCG) üretimini ve birikimini aktive eden GnRH hormonunun hipotalamusunda salınımla tetiklenir..

Sertoli hücreleri, FSH'nin uyarılmasıyla testosteron taşıma proteinlerini (PBL) sentezler ve Leydig hücreleri tarafından salınan testosteronla (LH tarafından uyarılır), seminifer tüplerde bahsedilen hormonun yüksek konsantrasyonunu sağlar..

Sertoli hücrelerinde, Leydig hücrelerinin aktivitesinin düzenlenmesine müdahale eden estradiol de sentezlenir..

dölleme

Epididimis, üretrada biten vas deferens ile bağlanır ve nihayet spermin çıkmasına izin verir, daha sonra bir yumurtanın döllenmesini ve cinsel üreme döngüsünü tamamlamasını sağlar..

Serbest bırakıldığında, sperm birkaç dakika ya da saat sonra ölebilir, bu olmadan önce bir kadın gamet bulabilir.

İnsanlarda, cinsel ilişki sırasında her boşalmada yaklaşık 300 milyon sperm açığa çıkar, ancak eşleşebilecekleri bölgeye ulaşana kadar sadece yaklaşık 200 kişi hayatta kalır..

Sperm, kadın üreme sisteminde, flagellumun daha fazla hareketliliğini kazandığı ve hücreyi akrozomun reaksiyonuna hazırladığı bir eğitim sürecinden geçmelidir. Bu özellikler ovüllerin döllenmesi için gereklidir.

Sperm eğitimi

Mevcut spermatozoanın değişiklikleri arasında, plazma zarının hiperpolarizasyonu, artan sitozolik pH, lipid ve proteinlerdeki değişiklikler ve zona pellusida tarafından tanınmasına izin veren membran reseptörlerinin aktivasyonu gibi biyokimyasal ve fonksiyonel modifikasyonlar bulunur. buna katılmak.

Bu bölge, türler arasında melezleşmeyi önlemek için kimyasal bir bariyer görevi görür, çünkü belirli reseptörleri tanımamak gübreleme yapmaz.

Ovüller, bir granüler hücre katmanına sahiptir ve hücre dışı bir matris oluşturan yüksek konsantrasyonlarda hyaluronik asit ile çevrilidir. Bu hücre katmanına nüfuz etmek için, sperm hyaluronidaz enzimlerine sahiptir.

Zona pellusida ile temas üzerine akrozomun tepkimesi tetiklenir, burada akrozomal kapağın içeriği (hidrolitik enzimler gibi) salgılanır, spermin bölgeyi geçmesine ve ovülün plazma zarına katılması için serbest bırakılır. içindeki sitoplazmik içeriği, organelleri ve çekirdeği.

Kortikal reaksiyon

Bazı organizmalarda, yumurtanın plazma zarının depolarizasyonu, bir sperm ile temas ettiğinde meydana gelir ve birden fazlaının döllenmesini önler..

Polispermiyi önleyen bir başka mekanizma, zona pellusida'nın yapısını değiştiren, glikoprotein ZP3'ü inhibe eden ve ZP2'yi aktive ederek enzimlerin salgılandığı kortikal reaksiyondur;.

Sperm özellikleri

Erkek gametler, onları kadın gametlerden çok farklı kılan özelliklere sahiptir ve bireyin genlerini sonraki kuşaklara yaymak için yüksek oranda uyarlanmıştır..

Yumurtların aksine, sperm hücreleri vücutta bulunan en küçük hücrelerdir ve dişi gamete (bu tür bir hareketliliğe sahip olmayan) onu gübrelemeye ulaşmak için hareket etmelerini sağlayan bir flagelluma sahiptirler. Bu flagellum bir boyun, orta bölge, ana bölge ve terminal bölgeden oluşur..

Boynunda merkezciller, orta bölgesinde ise hareketleri için gerekli enerjiyi sağlamaktan sorumlu olan mitokondri vardır..

Genel olarak, sperm üretimi çok yüksektir, çünkü aralarında çok rekabetçi olmak, sadece% 25 kadarı kadın gametini dölleyebilir.

Spermatogenez ve oogenez arasındaki farklar

Spermatogenez, onu oogenezden ayıran özelliklere sahiptir:

-Hücreler, bireyin cinsel olgunlaşmasından sürekli olarak mayoz çıkarır ve her hücreye bir tane yerine dört olgun gamet üretir..

-Sperm mayozdan sonra başlayan karmaşık bir süreçten sonra olgunlaşır.

-Bir sperm üretimi için, bir yumurta oluşumunda olduğu gibi iki kat fazla hücre bölünmesi meydana gelir.

referanslar

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., ve Walter, P. (2008).Hücrenin Moleküler Biyolojisi. Garland Bilim, Taylor ve Francis Grubu.
2. Creighton, T. E. (1999). Moleküler biyoloji ansiklopedisi. John Wiley ve Oğulları, Inc.
3. Hill, R.W., Wyse, G.A., & Anderson, M. (2012). Hayvan Fizyolojisi. Sinauer Associates, Inc. Yayıncıları.
4. Kliman, R.M. (2016). Evrimsel Biyoloji Ansiklopedisi. Akademik Basın.
5. Marina, S. (2003) Spermatogenezi, Klinik Etkileri Bilgisindeki Gelişmeler. Iberoamerican Fertility Dergisi. 20(4), 213-225.
6. Ross, M.H., Pawlina, W. (2006). histoloji. Editöryal Panamericana Medical.