Spermatogenesstadier och deras egenskaper



den spermatogenes Det är en process som består i bildning av spermier från bakterierna (spermatogonier). Förekommer hos manliga individer av eukaryota organismer med sexuell reproduktion.

Att denna process kan utföras effektivt kräver särskilda villkor, inklusive: korrekt kromosom division exakta gen uttryck och en lämplig hormonella miljön, för att producera ett stort antal funktionella celler.

Transformationen av spermatogonia i mogna gameter sker under sexuell mognad i organismer. Denna process utlöses av ackumulering av vissa hormoner såsom hypofysgonadotropiner, såsom HCG (human chorionic gonadotropin), som är involverat i produktion av testosteron..

index

  • 1 Vad är spermatogenes?
    • 1.1 Genetiska faktorer inblandade
  • 2 etapper och deras egenskaper
    • 2.1 1. Spermatogonisk fas
    • 2.2 2. Spermatocytfas
    • 2.3 3. Spermiogen fas
  • 3 Hormonreglering
    • 3.1 Fertilisering
  • 4 Särdrag hos spermier
  • 5 Skillnader mellan spermatogenes och oogenes
  • 6 referenser

Vad är spermatogenes?

Spermatogenes består av bildandet av manliga gameter: spermier.

Produktionen av dessa könsceller börjar i de semifina tubulären, som finns i testiklarna. Dessa tubuler upptar cirka 85% av den totala volymen av gonaderna och i dem är de omogna könscellerna eller spermatogoni som kontinuerligt delas av mitos.

Några av dessa spermatogonia slutar reproducera och bli primära spermatocyter, som börjar processen med meios att producera vardera ett par sekundära spermatocyter med deras fullständiga kromosomladdning.

Den senare avslutar den andra etappen av meios, vilket slutligen ger upphov till fyra spermatider med halva kromosombelastningen (haploid).

Senare genomgår de morfologiska förändringar som genererar spermier, vilka riktas mot epididymis som ligger i pungen bredvid testiklarna. I denna kanal uppträder mogning av gameten som är redo att överföra individens gener.

Spermatogenesprocessen beror på hormonell och genetisk reglering. Denna process är testosteronberoende, så i de seminiferösa rören är specialiserade celler (Leydig-celler) vid framställning av detta hormon.

Inblandade genetiska faktorer

Några viktiga gener i spermatogenes är SF-1-genen, som verkar på differentieringen av Leydig-celler, och den SRY-genen, som förmedlar differentiering av Sertoliceller och bildningen av testikulära sladdar. Andra gener är inblandade i reglering av denna process: RBMY, DBY, USP9Y och DAZ.

Det senare finns på Y-kromosomen. Det verkar på kodningen av RNA-bindande proteiner och dess frånvaro är kopplad till infertilitet hos vissa individer.

Steg och deras egenskaper

De primitiva könscellerna (gonocyterna) bildas i äggulaen och flyttas till genitalkammen, som skiljer sig mellan Sertoli-cellerna och bildar sålunda de semiferiga tubulerna. Gonocyter finns inuti, från vilka de migrerar mot källarmembranet för att ge upphov till spermatogonier.

Spridningen av primordiella bakterieceller och bildandet av spermatogonia förekommer under individens embryonala utveckling. Kort efter födseln stoppar processen med mitotisk uppdelning av dessa celler.

Processen genom vilken mogen sperma produceras är uppdelad i tre faser: spermatogonisk, spermatocytisk och spermiogen.

1. Spermatogonisk fas

När individens sexuella löptid närmar sig, aktiverar en ökning av testosteronnivåerna spridningen av spermatogoni. Dessa könsceller delar sig för att generera en serie spermatogonia som skiljer sig åt i primära spermatocyter.

Hos människa är flera morfologiska typer av spermatogoni utmärkande:

Ad spermatogonios: Belägen bredvid de interstitiala cellerna i seminifer tubulen. De lider av mitotiska uppdelningar som genererar ett par typannonser som i sin tur delas, eller ett par typ Ap.

Spermatogonios Ap: De följer processen för differentiering för att generera spermier, som delas i följd av mitos.

Spermatogonium B. Inkomster från mitotiska uppdelning av Ap spermatogonier. De har en sfärisk kärna och speciella med att vara ansluten med "cytoplasmiska broar".

De bildar ett slags syncytium framhärdar i efterföljande steg, separera spermier differentiering, den fria spermier i lumen sädeskanalens tubuli.

Cytoplasmisk samband mellan dessa celler möjliggör Synkroniserad utveckling av varje par av spermatogonier och att alla får den fullständiga genetiska information som är nödvändig för drift sedan även efter meios dessa celler fortsätter att utvecklas.

2. Spermatocytisk fas

I denna fas, är B spermatogonier delas mitotiskt och bildar spermatocyter I (primär) för att duplicera deras kromosomer, så att varje cell har två kromosomuppsättningar, bärande dubbla den vanliga mängden genetisk information.

Därefter utförs meiotiska uppdelningar av dessa spermatocyter, så att det genetiska materialet i dem genomgår reduktioner tills de når haploidkaraktären..

Mitos I

I den första meiotiska uppdelningen kondenseras kromosomerna i profasen och i fallet med människor kondenseras 44 autosomer och två kromosomer (en X och en Y), var och en med en uppsättning kromatider..

De homologa kromosomerna kopplas samman medan de anpassas på metafasens ekvatorialplatta. Dessa arrangemang kallas tetrads eftersom de innehåller två par kromatider.

Det tetradiska utbytesgenetiska materialet (korsning) genom omplacering av kromatiderna i en struktur kallad synaptonemisk komplex.

I denna process, sker den genetiska diversifieringen den information som utbyts mellan kromosomer ärvt homologer fadern och modern, vilket säkerställer att alla spermatider framställda av spermatocyter är olika.

Vid slutet av korsningen separerar kromosomerna, som rör sig till motsatta polerna i den meiotiska spindeln, "upplöser" strukturen hos tetraderna, de rekombinerade kromatiderna av varje kromosom kvarstår tillsammans.

Ett annat sätt att garantera genetisk mångfald med hänsyn till föräldrarna är genom den slumpmässiga fördelningen av kromosomerna som härrör från fadern och moderen mot spindelns poler. I slutet av denna meotiska division produceras spermatocyter II (sekundär).

Meiosis II

De sekundära spermatocyterna börjar processen för den andra meiosen omedelbart efter att de bildats, utan att syntetisera nytt DNA. Som ett resultat av detta har varje spermatocyt hälften av kromosomladdningen och varje kromosom har ett par systerkromatider med duplicerat DNA.

I metafasen fördelas kromosomerna och inriktas på ekvatorialplattan, och kromatiderna separerar migrera mot motsatta sidor av den meiotiska spindeln.

Efter rekomponering av kärnmembran erhålls haploida spermatider med hälften av kromosomerna (23 hos människor), en kromatid och en kopia av genetisk information (DNA).

3. Spermiogen fas

Spermiogenes är den sista fasen av spermatogenesprocessen, och det finns inga cellavdelningar, men morfologiska och metaboliska förändringar som möjliggör celldifferentiering till mogen haploidsperma.

Cellförändringar uppstår medan spermatider är fästa på plasmamembranet i Sertoli-celler och kan beskrivas i fyra faser:

Golgi fas

Det är den process genom vilken Golgiapparaten resulterar i akrosom, genom att ackumulera proacrosómicos granuler eller PAS (periodisk syra-Schiff-reagens) i Golgi-komplex.

Dessa granuler öppnas i en akrosomvesikel belägen intill kärnan och deras position bestämmer den främre delen av spermatzonen.

Centrioler flytta till den bakre delen av spermatid, inriktade vinkelrätt med plasmamembranet och tillverkar dubletter axonemal mikrotubuli integreras i basen flagell av spermatozoon.

Cap-fas

Akrosvesikelen växer och sträcker sig över den främre delen av kärnan som bildar akrosom eller akrosomlocket. I denna fas kondenseras kärninnehållet och den del av kärnan som ligger under akrosomen tjocknar, förlorar dess porer.

Acrosomfas

Kärnan förlänger går runt till elliptiska, och flagellum är orienterad så att dess främre ände fastnar Sertoliceller som pekar på basala lamina av sädeskanalerna, i vilken bildningen sträcker flagellum.

Cytoplasman förskjuts posteriort av cellen och cytoplasmiska mikrotubuli ackumuleras i en cylindrisk mantel (Manchette) som leder från den akrosomala locket mot den bakre delen av spermatid.

Efter framkallning av flagellen, centrioler röra sig tillbaka mot kärnan, som ansluter sig till ett spår i den bakre delen därav, varifrån nio grova fibrer som når axonemal mikrotubuli; på detta sätt är kärnan och flagellum anslutna. Denna struktur är känd som nackregionen.

Mitokondrier rör sig mot den bakre delen av nacken och omger de tjocka fibrerna och är anordnade i en tät spiralformad mantel som bildar mellansektionen i spermans svans. Cytoplasman rör sig för att täcka det redan bildade flagellumet, och "manschetten" löses upp.

Mognningsfas

Överdriven cytoplasma fagocytoseras av Sertoli-celler, som bildar restkroppen. Den cytoplasmatiska bron som bildades i spermatogonia B förblir i de återstående kropparna, så spermatiderna separeras.

Slutligen spermatider av Sertoliceller frigörs, vilket frigör i ljuset sädeskanalens tubuli varifrån de transporteras genom de raka rör, rete testis och epididymis efferenta kanaler till.

Hormonreglering

Spermatogenes är en process som finjusteras av hormoner, huvudsakligen testosteron. I människor hela processen utlöses sexuell mognad, genom att släppa hypotalamus GnRH hormon som aktiverar produktion och ackumulering av hypofysen gonodotropinas (LH, FSH och HCG).

Sertoliceller syntetisera testosteron-bindande proteiner (ABP) av FSH-stimulering, och med testosteron frisätts av Leydig-celler (stimulerade genom LH), säkerställa en hög koncentration av hormonet i sädeskanalerna.

I Sertoli-cellerna syntetiseras östradiol, vilket intervenerar vid reglering av aktiviteten hos Leydig-celler.

befruktning

Bitestikeln är ansluten till sädesledaren strömmar in i urinröret, slutligen tillåter frisättningen av spermier som därefter söker ett ägg att befrukta, slutföra cykeln av sexuell reproduktion.

När du släppt kan spermierna dö om några minuter eller timmar och hitta en kvinnlig gamete innan det händer.

Hos människor omkring 300 miljoner spermier släpps i varje utlösning vid samlag, men bara cirka 200 överlever till den region där de kan para sig.

Spermier måste gå igenom en träningsprocess i de kvinnliga reproduktionsorganen där de får större rörlighet flagellum och förbereda cellen för akrosomreaktionen. Dessa egenskaper är nödvändiga för att befrukta ägglossorna.

Sperm träning

Bland de förändringar som har spermier höjdpunkt biokemiska och funktionella förändringar, eftersom hyperpolarisering av plasmamembranet, ökad cytosoliskt pH, förändringar i lipid och protein, och aktivering av membranreceptorer tillåta dem att kännas igen av zona pellucida att gå med i detta.

Denna region fungerar som en kemikaliebarriär för att undvika korsbildning mellan arter, eftersom inte erkännande av specifika receptorer utför inte befruktning.

Ovlerna har ett lager av granulära celler och är omgivna av höga koncentrationer av hyaluronsyra som bildar en extracellulär matris. För att tränga in i detta lager av celler, har spermier hyaluronidasenzymer.

Vid kontakt med zona pellucida, är akrosomreaktionen utlöses, varvid innehållet av den akrosomala locket släpps (såsom hydrolytiska enzymer), som hjälper spermierna att korsa regionen och gå med plasmamembranet av ägget, släppa inom dess cytoplasmatiska innehåll, organeller och kärnor.

Kortikal reaktion

I vissa organismer depolarisering av plasmamembranet av ägget det inträffar när detta kommer i kontakt med en spermie, vilket förhindrar mer än en kan befrukta.

En annan mekanism för att förhindra polyspermi kortikal reaktion är där enzymer som ändrar strukturen av zona pellucida, ZP3 glykoprotein inhibering och aktivering ZP2, vilket gör denna region ogenomtränglig till den andra spermatozoer frigörs.

Särdrag hos spermier

Male gametes har egenskaper som gör dem väldigt annorlunda än kvinnliga gametes och mycket anpassade för att sprida individens gener till följande generationer.

I motsats till ägg, spermier är de minsta cellerna i kroppen och presentera ett gissel som tillåter dem att röra sig för att nå den kvinnliga könsceller (som inte har en sådan rörlighet) för att befrukta det. Denna flagellum består av en nacke, mellanliggande region, huvudregion och terminalområdet.

I nacken är centriolen, och i mellannegionen är mitokondrier som är ansvariga för att ge den energi som behövs för deras rörlighet.

Generellt är spermaproduktionen mycket hög och är mycket konkurrenskraftig bland dem eftersom endast cirka 25% faktiskt kommer att befrukta en kvinnlig gamete.

Skillnader mellan spermatogenes och oogenes

Spermatogenes har egenskaper som skiljer den från oogenesen:

-Cellerna gör meiosi kontinuerligt från individens sexuella mognad, vilket ger varje cell fyra mogna gameter istället för en.

-Sperm mogna efter en komplex process som börjar efter meios.

-För framställning av en sperma uppträder dubbelt så många cellavdelningar som vid bildandet av ett ägg.

referenser

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008).Molecular Biology of the Cell. Garland Science, Taylor och Francis Group.
  2. Creighton, T. E. (1999). Encyclopedia of Molecular Biology. John Wiley and Sons, Inc.
  3. Hill, R.W., Wyse, G. A., & Anderson, M. (2012). Djurfysiologi. Sinauer Associates, Inc. Publishers.
  4. Kliman, R. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
  5. Marina, S. (2003) Förväntas i kunskap om spermatogenes, kliniska konsekvenser. Iberoamerican Fertility Magazine. 20(4), 213-225.
  6. Ross, M.H., Pawlina, W. (2006). histologi. Editorial Panamericana Medical.