Сперматогенез: что это такое и каковы его фазы



Половое размножение определяется как процесс, в котором новое живое существо-потомок создается из комбинации генетической информации от двух родительских организмов, приводя к механизмам наследования, генетической изменчивости и эволюционным процессам.

Бесполое размножение порождает копии, идентичные одному родителю, в то время как половое размножение допускает генетическую изменчивость из поколения в поколение: ребенок никогда не будет в точности таким же, как любой из родителей. Основываясь на этой предпосылке, мы можем понять, как работает естественный отбор. Поскольку живые существа в популяции не совсем одинаковы, существуют определенные механизмы, которые могут способствовать сохранению определенного признака у одного и того же вида, позволяя его расширению с течением времени.

Приведем теоретический пример: если жираф рождается с более длинной шеей, чем остальные (из-за мутации или рекомбинантного действия ДНК обоих родителей), он может получать больше пищи, становиться сильнее остальных и, следовательно, его легче воспроизвести. Если эта черта передается по наследству, у детей также вырастут более длинные шеи, что в конечном итоге будет способствовать распространению этой положительной черты у вида.

Чтобы понять все эти биологические механизмы, необходимо четко понимать, как производится потомство, то есть процесс зарождения жизни от образования родительских гамет до развития новой особи. 

Что такое сперматогенез?

Сперматогенез — это процесс образования сперматозоидов (мужских гамет). Этот важный механизм производства жизни осуществляется в яичках, в круглых структурах, называемых семенными канальцами. Эти трубки диаметром около 200 микрометров и длиной 50 сантиметров производят сперму и гормон тестостерон, необходимый для роста полового члена и мошонки, глубины голоса и роста волос на теле у мужчин.

Сперма и гаплоидия

Клетки, которые составляют все наши ткани и делятся путем митоза для поддержания наших органов и структур. Каждое из этих клеточных тел содержит в своем ядре 23 пары хромосом. Это состояние называется диплоидией (2n).

С другой стороны, гены представляют собой серию вариаций, которые называются аллелями. Важная вещь, которую вы должны знать по этой теме, заключается в том, что для одного и того же гена один аллель наследуется от отца, а другой — от матери, поэтому каждый из наших символов кодируется как минимум двумя разными аллелями. Это позволяет нам быть более «эффективными» на эволюционном уровне, потому что, если аллель от одного из родителей не работает или не выполняет свою функцию правильно, ожидается, что аллель от другого родителя сможет противодействовать этой ошибке.

Таким образом, половина генетической информации, которая составляет нас, может исходить от отца, а другая половина — от матери, очевидно, что первичные клетки, которые формируют нас, должны содержать половину генетической информации, чем соматические. В противном случае с каждым поколением к клеткам добавлялось бы больше хромосом, что делало бы жизнь невозможной (2n + 2n: 4n, 4n + 4n: 8n и т. д.). 

Фазы сперматогенеза

Сперматогенез и мейоз — две стороны одной медали, поскольку одно невозможно представить без другого. 

Пролиферативная фаза

Сперматогонии — это стволовые клетки, специализирующиеся на производстве сперматозоидов по мере их дифференциации. Сперматогонии по-прежнему диплоидны, что означает, что у них всего 46 хромосом, половина от матери и половина от отца, как и остальные наши соматические клетки.

Сперматогонии путем митоза (образование 2 клеток, точно таких же, как и исходная) дают начало 2 типам клеток, типу A и типу B. Нас интересует именно тип B, поскольку именно они будут ответственны за генерацию клеток. первичный сперматоцит. С другой стороны, A-клетки могут продолжать делиться путем митоза.

Мейотическая фаза

Это процесс генерации сперматозоидов как таковой, поэтому его также называют сперматоцитогенезо . Этот механизм запускается высвобождением гормона GnRH (гонадотропин-рилизинг-гормон), который вырабатывается в гипоталамусе и, в свою очередь, стимулирует аденогипофиз к выработке гонадотропинов (лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормон).

Мы не собираемся сосредотачиваться на основных процессах из-за их сложности, но вы должны иметь четкое представление: в этом случае вторичные сперматоциты делятся на мейозом, а не митозом.

В митозе клетка дублирует свою генетическую информацию и дает 2 идентичных клетки. В этом особом случае диплоидная первичная клетка дает 4 гаплоида на основе 2 последовательных делений (мейоз I и мейоз II). Кроме того, в этом процессе происходит ранее упомянутая генетическая рекомбинация, поэтому потомки не совпадают с исходным. После мейоза появляются уже гаплоидные сперматиды.

Таким образом, при генетической рекомбинации (гомологичный тип) парные хромосомы обоих родителей (помните, что сперматоциты все еще диплоидны) выравниваются, так что похожие последовательности ДНК пересекаются друг с другом. Таким образом, происходит обмен генетическим материалом, и рекомбинированные хромосомы не такие, как у отца или матери.

Спермиогенез

В этой части механизма сперматиды превращаются в сами сперматозоиды. В этом блоке есть несколько фаз (фаза Гольджи, акросомная фаза и фаза созревания), но ее можно резюмировать в следующей предпосылке: жгутик сперматозоида растет, что позволяет ему двигаться, а длина его головки уменьшается и приобретают известную всем нам остроконечную форму.

Цифры

Сперматогенез человека длится от 62 до 75 дней и простирается от половой зрелости в подростковом возрасте до смерти у мужчин. Все эти процессы происходят постоянно в яичках, потому что здоровый мужчина производит около 100 миллионов жизнеспособных сперматозоидов каждые 24 часа.

В конечном итоге все сводится к игре в генетический обмен. Как живые существа, которые размножаются половым путем, мы должны вдвое сократить нашу генетическую информацию в гаметах, поэтому половым клеткам необходимо пройти процесс, называемый мейозом, который придает яйцеклеткам и сперматозоидам гаплоидию, необходимую для понимания продолжительности жизни. Таким образом, из двух половинок возникает целая зигота, которая дает начало взрослой особи после беременности.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Ответить

Почта не будет опубликована.