Typer av gametogenese: Spermatogenese og oogenese

Gametogenese er prosessen med dannelse og differensiering av haploide gameter (spermier og egg) fra de diploide primære kimceller, gametogonia (spermatogonia og oogonia) tilstede i primære kjønnorganer kalt gonader (testes hos henholdsvis hann og eggstokkene hos kvinnene).

Gametogenese er av to typer:

I. Spermatogenese og

II. Oogenesen.

I. Spermatogenese (Fig. 3.13 A og 3.14):

Definisjon:

Det er dannelsen av haploid, mikroskopisk og funksjonell mannlig gamet, spermatozoa fra de diploide reproduktive celler, spermatogonia, tilstede i testene av mannlig organisme.

Periode:

I sesongen avlsdyr gjennomgår testikler testikulær syklus hvor testene og deres spermatogene vev bare blir funksjonelle i den bestemte avlssesongen. Så i noen sesongbaserte avlspattedyr som bat, otter og llama, blir testikler forstørret, blir funksjonelle og faller ned i skrotet i avlssesongen som blitt tyngre på grunn av akkumulering av spermier, mens de blir redusert, ikke-funksjonelle og opp i buken i andre sesonger.

Men i menneskelig mann, løve, tyr, hest etc. ligger testene permanent i skrotet, og spermatogenese oppstår gjennom hele året. I mannlig mann faller testikler inn i de respektive scrotal sacs under syvende utviklingsmåned under stimulering av FSH av adenohypophysis.

Men i noen pattedyr, f.eks. Elefant, echidna, delfin, hval, segl etc. ligger testikler permanent i magen (intra-abdominal), hovedsakelig på grunn av forekomst av blubber (tykt fettlag under huden). Spermatogenese er en kontinuerlig prosess og er fullført på omtrent 74 dager.

Mekanisme:

Spermatogenese er delt inn i to deler:

A. Formasjon av spermatid:

Det er delt inn i tre faser:

1. Multiplikativ eller Mitotisk fase:

Det involverer den raske mitotiske delingen av diploide primære eller primordiøse kimceller, kalt gonocytter, som er tilstede i germinal epitel av testets seminiferøse rør. Disse cellene er utifferentierte og har stor og kromatinrik kjerne.

Dette danner et stort antall diploide og avrundede sædmorceller kalt spermatogonia (Gr. Sperma = frø; borte = avkom). Hver spermatogoniale celle er ca. 12 pm i diameter og har en fremtredende kjernen. Enkelte spermatogonia virker som stamceller (kalt type A-spermatogonia) og fortsetter å dele og legge til nye celler ved gjentatte mitotiske divisjoner, slik at de danner spermatogen linje, men noen spermatogonia beveger seg innover og går inn i vekstfasen (kalt type B spermatogonia).

2. Vekstfase:

Det preges av spermatocytogenese hvor en diploid spermatogonium øker i størrelse (ca. to ganger) ved akkumulering av næringsstoffer (avledet fra germinale celler og ikke syntetisert) i cytoplasma og replikasjon av DNA, og danner diploid primær spermatocyt. Næringsmiddelmaterialer er avledet fra germinale celler. Under dette preparerer den primære spermatocytt seg selv for å gå inn i meiose. Vekstfase av spermatogenese har mye kortere varighet enn for oogenese.

3. Modning eller Meiotisk fase:

Det er preget av meiosis. Den diploide primære spermatocytten gjennomgår meiosis-I (reduksjons- eller heterotypisk deling) og danner to haploide celler som kalles sekundære spermatocytter, som hver inneholder 23 kromosomer.

Det følges umiddelbart av meiosis-II (ekvatorisk eller homotypisk deling) i hver sekundær spermatocyt for å danne to haploide spermatider, som hver har 23 kromosomer. Så hver diploid spermatogonium produserer 4 haploide spermatider. Ulike stadier av spermatogenese er sammenkoblet av cytoplasmatiske tråder til spermiogenese når modning og sammenkoblede gameter skiller seg fra hverandre.

B. Spermiogenese (figur 3.15):

Omdannelsen av en ikke-motil, avrundet og haploid spermatid til en funksjonell og motil spermatozoan kalles spermiogenese eller spermioteliose. Hovedmålet er å øke sædmotiliteten ved å redusere vekt og utvikling av lokomotivstrukturen.

Det innebærer følgende endringer:

1. Kjernen blir kondensert, smal og anterior spisset på grunn av tap av materialer som RNA, nukleol og de fleste sure proteiner.

2. En del av Golgi kropp av spermatid danner akroset, mens den tapte delen av Golgi kroppen kalles Golgi hvile.

3. Centrioles av spermatid danner halsen av sædceller.

4. Distal centriole gir opphav til axoneme.

5. Mitokondrier danner en spiralring bak nakken rundt den distale sentriolen og den proximale delen av axoneme. Dette kalles nebenkern.

6. Det meste av cytoplasma er tapt, men noen cytoplasma danner skjede av spermestik.

Spermatidene forfaller til spermatozoa i dype bretter av cytoplasmaet til Sertoli-cellene (sykepleierceller) som også gir næring til dem. Eldre spermatozoa frigjøres i lumen av seminiferøse tubuli, kalt spermiering. De to testene av ung voksen danner ca 120 millioner spermier hver dag.

Endringer i spermatid for å danne sæd under spermiogenese.

Styre:

Hos mannlig mann begynner spermatogenese først i pubertets alder på grunn av økt sekresjon av gonadotropinutgivende hormon (GnRH) fra hjernens hypotalamus. GnRH stimulerer adenohypophysis for å utsette to gonadotropiner: FSH og ICSH. ICSH stimulerer Leydigs celler til testis for å utsette mannlige kjønnshormoner, kalt androgener, hvorav viktigste er testosteron.

Testosteron stimulerer spermatogenesen, spesielt spermiogenese. FSH stimulerer Sertoli-cellene til testis for å utsette visse faktorer som bidrar til spermatogeneseprosessen. Det kalles fysiologisk kontroll.

typer:

Hos mennesker og et stort antall andre dyr som har XY-mekanisme i hann er det to typer spermier: 50% Gynospermer som har X-kromosom og 50'X) Androspermer med Y-kromosom.

Betydning:

(en) Produserer haploide spermier.

(B) Kryssing kan forekomme under meiosis-I, og dermed produsere variasjoner.

(C) Beviser evolusjonært forhold.

II. Oogenese (figur 3.13 B):

Definisjon:

Det innebærer dannelse av haploide kvinnelige gameter som kalles egg, fra de diploide eggmorceller, øyoner, av eggstokk av kvinnelig organisme. Det innebærer 2 biologiske prosesser: Genetisk programmering og emballasje.

Periode:

Oogeneseperioden er forskjellig i forskjellige dyr. I menneskelig kvinne er det ca. 1700 primære bakterieceller i den utifferentierte kvinnelige gonaden ved en måneds utvikling av foster. Disse sprer seg til å danne ca 600.000 øyonier ved to måneders svangerskapstid, og i sin femte måned inneholder eggstokkene over 7 millioner øyenfamilier; Mange gjennomgår imidlertid atresi (degenerasjon av bakterieceller) før fødselen. Ved fødselen er det 2 millioner primære follikler, men 50% av disse er atretiske.

Atresia fortsetter og ved puberteten inneholder hver eggstokk kun 60.000-80.000 primære follikler. Oogenesen er fullført først etter pubertet og bare en av 500 stimuleres av FSH for å modne. Så oogenese er en diskontinuerlig og sløsende prosess.

Mekanisme:

Som spermatogenesen er oogenese dannet av tre faser:

1. Multiplikasjonsfase:

I dette gjennomgår visse primære bakterieceller (større i størrelse og har store kjerner) av germinal epitel av eggstokk raske mitotiske divisjoner for å danne grupper av diploide eggmorceller, øyoner. Hver gruppe er i utgangspunktet en akkord og kalles eggrør av pfluger, som senere danner en avrundet masse, eggestamning (figur 3.13 B).

2. Vekstfase:

Vekstfase av oogenesen har svært lang varighet enn spermatogenesen, f.eks. Bare tre dager i Drosophila, 6-14 dager i høner, 3 år i frosk og mange år (12-13 år) hos menneskelig kvinne. Under vekstfasen omdannes et eggonium av egget til diploid primær oocyte, mens andre eggonier av egget er et enkeltlagret næringsrikt follikulært epitel rundt den.

Den så dannede strukturen kalles primærfollikkel. Senere blir hver primærfollikkel omgitt av flere lag granulosalceller og endres til sekundær follikkel. Snart utvikler sekundær follikkel et væskefylt antralhule som kalles antrum, og kalles tertiær follikkel. Det endres videre for å danne Graafian follicle. Så ikke alle øyonene utvikles videre.

Vekstfase innebærer:

(a) Økestørrelse (2000 ganger i frosk, 43 ganger i mus, 90.000 ganger i Drosophila, 200 ganger i høne og 200 ganger i menneskelig kvinne) ved dannelse og akkumulering av eggeplomme (vitellogenese) ved en spesiell mitokondriell sky ligger nær kjerne og kalles eggeplomme kjernen.

(b) Nucleus blir oppblåst med nukleoplasma og kalles germinal vesikkel.

(c) En tynn vitellinmembran utskilles rundt oocytten.

(d) Økning i antall mitokondrier, mengde ER og Golgi kropp.

(e) Dannelse av lampebørstkromosomer i fisk, amfibier, reptiler, fugler, insekter, etc. for rask ovariesyntese.

(f) Gene-amplifikasjon eller redundans av r-RNA-gener for rask syntese av r-RNA.

3. Mogningsfase:

Det er preget av meiosis. I dette gjennomgår den diploide og fullvoksede primære oocyt meiosis-I (reduksjonsdeling) for å danne to ulige haploide celler. Den mindre cellen kalles første polar kropp (Polocyte) og har svært liten mengde cytoplasma. Den større cellen kalles sekundær oocyt og har en stor del av næringsrikt cytoplasma. Begge disse er haploider og hver har 23 kromosomer.

Sekundær oocyt gjennomgår meiosis-II (ligningsdeling) for å danne to ulige haploide celler. Den mindre cellen heter second polar body og har svært lite cytoplasma, mens den større cellen heter ootid. Den har nesten hele cytoplasma og skiller seg inn i et egg. I mellomtiden kan den første polare kroppen dele seg i to.

Så i oogenese danner et diploid øyonium en haploid egg og to eller tre polare kropper mens det i spermatogenese dannes en diploid spermatogonium fire haploide spermier. Den primære funksjonen ved dannelsen av polare kropper er å bringe haploidi, men å beholde hele cytoplasmaet i ett egg, for å gi mat under utvikling av zygot for å danne et embryo. Antallet av eva er redusert med kvinnens evne til å bære og bære dem.

I de fleste organismer, inkludert menneskelig kvinne, oppstår eggløsningen ved sekundær oocytt stadium hvor meiosis-I er fullført og første polare kropp har blitt frigjort. Meiosis-II er fullført bare ved spermatgang.

Betydning:

(a) Det produserer haploid egg ved å frigjøre 2 eller 3 haploide polare kropper.

(b) Det meste av cytoplasma er beholdt i funksjonelt egg.

(c) Variasjoner kan oppstå på grunn av kryss over under meiosis-I.

(d) Beviser evolusjonerende forhold.