Typer av gametogenes: spermatogenes och oogenes

Gametogenes är processen för bildande och differentiering av haploida gameter (spermier och ägg) från de diploida primära bakteriecellerna, gametogonia (spermatogonia och oogonia) som finns i primära könsorgan som kallas gonader (testes hos män respektive äggstockar hos kvinnor).

Gametogenesen är av två typer:

I. Spermatogenes och

II. Oogenes.

I. Spermatogenes (Fig. 3.13 A och 3.14):

Definition:

Det är bildandet av haploida, mikroskopiska och funktionella manliga gameter, spermatozoa från de diploida reproduktiva cellerna, spermatogonia, närvarande i testiklar av manlig organism.

Period:

Under säsongens avelsdjur genomgår testiklarna testikelcykel där testiklarna och deras spermatogena vävnader blir funktionella endast under den specifika avelssäsongen. Så i vissa säsongsvariga däggdjur som fladdermöss, otter och llama, blir testiklarna större, blir funktionella och faller in i pungen under uppfödningssäsongen som blir tyngre på grund av ackumulering av spermier, medan de blir reducerade, icke-funktionella och uppåt i buken i andra säsonger.

Men i människa, lejon, tjur, häst etc. ligger testiklarna permanent i pungen och spermatogenes uppträder under hela året. I manlig man faller testiklarna in i respektive scrotal sacs under sjunde månad av utveckling under stimulering av FSH av adenohypofys.

Men i vissa däggdjur, t.ex. elefant, echidna, delfin, val, tätning etc. ligger testiklar permanent i buken (intra-abdominal), främst beroende på närvaron av blubber (tjockt fettlager under huden). Spermatogenes är en kontinuerlig process och avslutas på cirka 74 dagar.

Mekanism:

Spermatogenesen är uppdelad i två delar:

A. Framställning av spermatid:

Det är indelat i tre faser:

1. Multiplikativ eller Mitotisk fas:

Det involverar den snabba mitotiska uppdelningen av diploida primära eller primordiella bakterieceller, som kallas gonocyter, närvarande i kimspitel av testes sämre tubuler. Dessa celler är odifferentierade och har stor och kromatinrik kärna.

Detta bildar ett stort antal diploid och avrundade spermamoderceller som kallas spermatogonia (Gr. Sperma = frö, borta = avkomma). Varje spermatogonal cell är ca 12 pm i diameter och har en framträdande kärna. Vissa spermatogonia fungerar som stamceller (kallad typ A-spermatogoni) och fortsätter att dela upp och lägga till nya celler genom upprepade mitotiska avdelningar, vilket bildar spermatogena linjer, men vissa spermatogonia rör sig inåt och går in i tillväxtfasen (kallad typ B spermatogonia).

2. Växtfas:

Det kännetecknas av spermatocytogenes, där en diploid spermatogonium ökar i storlek (ungefär två gånger) genom ackumulering av näringsmaterial (härledd från germinala celler och ej syntetiserad) i cytoplasma och replikation av DNA och bildar diploid primär spermatocyt. Näringsmaterial är härledda från bakterieceller. Under detta förbereder den primära spermatocyt sig för att komma in i meios. Tillväxtfas av spermatogenes är av mycket kortare varaktighet än för oogenes.

3. Mognad eller Meiotisk fas:

Det kännetecknas av meiosi. Den diploida primära spermatocyten genomgår meiosis-I (reduktions- eller heterotypisk uppdelning) och bildar två haploida celler som kallas sekundära spermatocyter, som var och en innehåller 23 kromosomer.

Det följs omedelbart av meiosis-II (ekvationell eller homotypisk uppdelning) i varje sekundär spermatocyt för att bilda två haploida spermatider, som var och en har 23 kromosomer. Så varje diploid spermatogonium producerar 4 haploida spermatider. Olika stadium av spermatogenes är sammankopplade med cytoplasmatiska strängar till spermiogenes när de mogna och sammankopplade gameten separeras från varandra.

B. Spermiogenes (Fig 3.15):

Transformationen av en icke-motil, avrundad och haploid spermatid till en funktionell och motil spermatozoan kallas spermiogenes eller spermiotelios. Huvudsyftet är att öka spermobiliteten genom att minska vikten och utvecklingen av lokomotivstrukturen.

Det innebär följande ändringar:

1. Kärnan blir kondenserad, smal och främre pekad på grund av förlust av material som RNA, nukleol och de flesta sura proteiner.

2. En del av Golgi kropp av spermatid bildar akrosomen, medan den förlorade delen av Golgi kropp kallas Golgi vila.

3. Centriolen av spermatid bildar halsen av spermier.

4. Distal centriole ger upphov till axoneme.

5. Mitokondrier bildar en spiralring bakom nacken runt den distala centriolen och proximala delen av axoneme. Detta kallas nebenkern.

6. De flesta cytoplasma är förlorade, men vissa cytoplasmer bildar mantel av spermans svans.

Spermatiderna mognar i spermatozoa i djupa veck i cytoplasman hos Sertoli-cellerna (sjuksköterskeceller) som också ger näring åt dem. Äldre spermatozoa släpps i lumen av seminiferösa tubuli, som kallas spermiering. De två testen hos ung vuxen utgör ca 120 miljoner spermier varje dag.

Förändringar i spermatid för att bilda spermier under spermiogenes.

Struktur av spermatid

Förändringar i spermierna

1. Nucleus

2. Golgi-komplexet

3. Distal centriole

4. Mitokondrier

5. cytoplasma

Krymper och långsträckt

Ändringar i akrosom.

Formar axialfilament av sperma svans.

Form mitokondriell spiral av skede kallad nebenkem.

Vanligtvis förlorad förutom en tunn mantel som kallas manchette.

Kontrollera:

Hos människa börjar spermatogenes endast vid pubertets ålder på grund av ökad utsöndring av gonadotropinfrisättande hormon (GnRH) från hjärnans hypotalamus. GnRH stimulerar adenohypofys att utsöndra två gonadotropiner: FSH och ICSH. ICSH stimulerar Leydigs celler i testis för att utsöndra manliga könshormoner, kallade androgener, varav viktigast är testosteron.

Testosteron stimulerar spermatogenesen speciellt spermiogenesen. FSH stimulerar Sertoli-cellerna från testis för att utsöndra vissa faktorer som hjälper till vid spermatogenesprocessen. Det kallas fysiologisk kontroll.

typer:

Hos män och ett stort antal andra djur som har XY-mekanism hos han är det två typer av spermier: 50% gynospermer som har X-kromosom och 50'X) Androspermer med Y-kromosom.

Betydelse:

(en) Producerar haploida spermier.

(B) Korsning kan förekomma under meios-I, vilket ger upphov till variationer.

II. Oogenes (fig 3.13 B):

Definition:

Det innefattar bildandet av haploida kvinnliga gameter som kallas ägg, från de diploida äggmodercellerna, ögonen, av äggstockar av kvinnlig organism. Det handlar om 2 biologiska processer: Genetisk programmering och förpackning.

Period:

Oogenesperioden är olika hos olika djur. I människa kvinnan finns omkring 1700 primära bakterieceller i den odifferentierade kvinnliga gonaden vid en månad av fosterutveckling. Dessa prolifererar för att bilda cirka 600 000 ögonon vid två månaders graviditetsperiod och vid sin femte månad innehåller äggstockarna över 7 miljoner ögonier; Men många genomgår atresi (degenerering av bakterieceller) före födseln. Vid födelsetiden finns det 2 miljoner primära folliklar, men 50% av dessa är atretiska.

Atresia fortsätter och vid puberteten innehåller varje äggstock bara 60 000-80 000 primära folliklar. Oogenesen fullbordas först efter puberteten och endast en av 500 stimuleras av FSH att mogna. Så oogenes är en diskontinuerlig och slöseriös process.

Mekanism:

Liksom spermatogenesen bildas oogenes av tre faser:

1. Multiplikationsfas:

I detta genomgår vissa primära bakterieceller (större i storlek och med stora kärnor) av äggstocksbeteende epitel av fasta mitotiska uppdelningar för att bilda grupper av diploida äggmoderceller, ögonier. Varje grupp är ursprungligen ett ackord och kallas äggrör av pfluger som senare bildar en rundad massa, äggskog (Fig 3.13 B).

2. Växtfas:

Tillväxtfasen av oogenes är mycket långvarig än spermatogenesen, t.ex. endast tre dagar i Drosophila, 6-14 dagar i höns, 3 år i groda och många år (12-13 år) hos människa. Under tillväxtfasen omvandlas ett ögononium av äggskog till diploid primär oocyte medan andra ögonhinnor i ägget bildar ett enkelskiktat näringsrikt follikulärt epitel runt det.

Den så bildade strukturen kallas primär follikel. Senare blir varje primärfollikel omgiven av fler lager av granulosa celler och ändras till sekundär follikel. Snart utvecklas sekundär follikel en vätskefylld antralhålighet som kallas antrum och kallas tertiär follikel. Det förändras ytterligare för att bilda Graafian follikel. Så inte alla ögoner utvecklas vidare.

Tillväxtfasen innefattar:

(a) Ökning av oocytstorlek (2000 gånger i groda, 43 gånger i mus, 90.000 gånger i Drosophila, 200 gånger i höns och omkring 200 gånger hos människa) genom bildning och ackumulering av äggula (vitellogenes) med en speciell mitokondriell moln ligger nära kärnan och kallas äggula kärna.

(b) Nucleus blir uppblåst med nukleoplasma och kallas germinal vesikel.

(d) Ökning av antalet mitokondrier, mängden ER och Golgi kropp.

(e) Formning av lampbrushkromosomer i fiskar, amfibier, reptiler, fåglar, insekter, etc. för snabb ägglossningssyntes.

(f) Gene-amplifiering eller redundans av r-RNA-gener för snabb syntes av r-RNA.

3. Mognningsfas:

Det kännetecknas av meiosi. I detta genomgår den diploida och fullvuxna primära oocyten meiosis-I (reduktionsdelning) för att bilda två ojämna haploida celler. Den mindre cellen heter första polära kroppen (Polocyte) och har mycket liten mängd cytoplasma. Den större cellen kallas sekundär oocyt och har en stor del av näringsrika cytoplasma. Båda dessa är haploider och har var och en 23 kromosomer.

Sekundär oocyt genomgår meiosis-II (ekvationell uppdelning) för att bilda två ojämna haploida celler. Den mindre cellen heter andra polära kroppen och har väldigt lite cytoplasma, medan den större cellen heter ootid. Den har nästan hela cytoplasma och skiljer sig åt i ett ägg. Under tiden kan första polära kroppen delas in i två.

Så vid oogenesen bildar ett diploidt oogonium ett haploidöst ägg och två eller tre polära kroppar medan det i spermatogenesen bildar en diploid spermatogonium fyra haploida spermier. Den primära funktionen att bilda polära kroppar är att bringa haploidi men att behålla hela cytoplasman i ett ägg för att ge mat under utvecklingen av zygot för att bilda ett embryo. Antalet ägg reduceras med kvinnans förmåga att bära och bära dem.

I de flesta av organismerna inklusive mänsklig kvinna förekommer ägglossningen vid sekundärt oocytsteg, i vilket meiosis-I har fullbordats och första polära kroppen har frigjorts. Meiosis-II är endast avslutad vid tidpunkten för spermiering.