Muška reproduktivna ćelija sisara. Koje je naučno ime muške reproduktivne ćelije? Struktura muške reproduktivne ćelije - spermatozoida
Polne ćelije su specijalizovane ćelije kroz koje se odvija proces seksualne reprodukcije. Ženske i muške zametne ćelije razlikuju se od somatskih (svih drugih ćelija u telu): sadrže polovinu seta hromozoma. Tokom procesa oplodnje, broj hromozoma se obnavlja. Osobine formiranja i strukture zametnih stanica osiguravaju njihovu funkcionalnu specifičnost.
Ženske i muške reproduktivne ćelije: struktura
Gamete (polne ćelije) karakteriše haploidni (jednostruki) skup hromozoma. Odnosno, ljudske zametne ćelije sadrže 23 hromozoma: 22 autozomna i 1 polni hromozom. Vrste zametnih stanica (muške ili ženske) razlikuju se upravo po spolnom hromozomu: ženska zametna stanica (gameta) sadrži X hromozom, muška sadrži X ili Y hromozom. Tokom procesa oplodnje, pol nerođenog djeteta zavisi od kombinacije polnih hromozoma: XX – ženski, XY – muški.
Strukturu zametnih ćelija karakteriše neverovatna strukturna organizacija i svrsishodnost. Muške zametne ćelije (spermatozoidi), koje moraju biti visoko pokretne u ženskom reproduktivnom traktu, su male ćelije koje nemaju citoplazmu i sastoje se od glave koja sadrži jezgro sa genetskim materijalom i repa - organa za kretanje. Od staničnih elemenata sadrže samo mitohondrije, koje daju energiju za kretanje, akrozomalnu vakuolu koja sadrži proteolitičke enzime za otapanje membrana jajeta i proksimalni centriol. Ukupna dužina sperme je približno 60 mikrona, od kojih je 55 u repu.
Akrosomalna vakuola muške zametne stanice sadrži sljedeće enzime:
Kada spermatozoidi izađu iz testisa, oni su još morfološki nezreli, oni stiču sposobnost oplodnje i pokretljivosti u sjemenovodu. Osim toga, muške zametne stanice sadrže niz specifičnih antigena, čija se inaktivacija također događa u sjemenovodu.
Ženska reproduktivna ćelija (jajna ćelija) je velika, nepokretna ćelija. Sadrži veliku zalihu trofičkih supstanci koje su neophodne za rani razvoj embrion. Osim toga, za formiranje blastomera (prve generacije embrionalnih stanica), jaje sadrži dovoljan broj citoplazmatskih struktura. Ljudsko jaje je oligolecijalno, što znači da ne sadrži puno žumanca.
Karakteristika zametnih ćelija viših placenti, uključujući i ljude, jeste da zrela zametna ćelija ne postoji izolovano, ona je uvek u bliskom kontaktu sa svojom okolinom. somatskih ćelija, stvaranje ljuske. Kompleks ženske reproduktivne ćelije sa somatskim membranama naziva se folikul jajnika ili ovosomatska hiscija.
Formiranje zametnih ćelija. Gnojidba
Proces razvoja zametnih ćelija je veoma složen i višestepeni. Primarne gamete (polne ćelije) u embrionalnom periodu polažu se daleko od gonada, a zatim se tokom razvoja, strujom pokretnih tečnosti, prenose u područje gonada. Već u gonadama dolazi do njihovog daljnjeg formiranja. Tokom daljeg embrionalnog razvoja okolne ćelije i tkiva ne utiču na proces direktnog formiranja gameta, a stečene ljudske osobine se ne nasleđuju.
Formiranje ženskih zametnih ćelija (ovogeneza)
Formiranje i sazrijevanje ženskih zametnih stanica događa se u folikulima koji se nalaze u tkivu jajnika. Primordijalni folikuli se kreću u tkivo jajnika tokom embriogeneze. Prepoznatljiva karakteristika je da se ženske reproduktivne ćelije formiraju u tkivu jajnika u velike količine, do trenutka rođenja njihov broj je oko dva miliona. Resorbuje se veći broj ćelija, a do puberteta ima oko 300 hiljada jajnih ćelija. Ženske zametne ćelije nastaju tek u embrionalnom periodu, a prije puberteta dolazi samo do njihovog konačnog strukturnog formiranja. Zato se apsolutno svi negativni faktori sa kojima se žena susreće tokom svog života odražavaju na stanje polnih ćelija. Utjecaj alkohola na reproduktivne stanice u bilo kojem periodu života ima izuzetno negativan učinak, a njegove posljedice traju zauvijek. Nove zametne ćelije kod žena se ne formiraju tokom života, samo dolazi do njihovog sazrevanja.
Tokom reproduktivnog doba, nekoliko folikula sazrijeva svaki menstrualni ciklus. Do trenutka ovulacije (period kada zrela reproduktivna ćelija izlazi iz folikula) postoji konačno formiran dominantni folikul. Povećava se u veličini, a do trenutka ovulacije šupljina sa folikulom u jajniku, ispunjena tekućinom (grafička vezikula), dostiže 2 cm u promjeru.
Kada folikul sazrije, ćelije koje ga okružuju proizvode hormone - estrogene. Neposredno prije ovulacije, njihova koncentracija se značajno povećava, što rezultira oslobađanjem luteinizirajućeg hormona. U tom slučaju folikul pukne, a jajna stanica, spremna za oplodnju, pušta se u trbušnu šupljinu, odakle potom ulazi u jajovode.
Razvoj muških zametnih ćelija (spermatohegeza)
Muška reproduktivna stanica formirana je na potpuno drugačiji način. U vrijeme rođenja, gonade sadrže rudimentarne, neformirane muške reproduktivne stanice. Proces njihovog konačnog formiranja počinje u pubertetu. Posebnost formiranja muških zametnih ćelija je da se svaka ćelija formira za otprilike 75 dana, a ne od trenutka rođenja, kao ženske ćelije.
Proces stvaranja spermatozoida odvija se u izvijenim sjemenim tubulima. Spermatogonije (prekursori zrelih muških zametnih ćelija) nalaze se na bazalnoj membrani, gdje prolaze kroz faze mitotičke diobe. Kao rezultat mitoze, formiraju se dvije vrste ćelija. Spermatogonije A zadržavaju sposobnost dalje podjele mitozom i stvaraju iste ćelije, dok se spermatogonije B evakuiraju iz membrane i mogu se dijeliti samo mejozom. Nakon prve mejoze nastaju ćelije sa jednim setom hromozoma, koje za 75 dana konačno sazrevaju i spremne su za oplodnju jajne ćelije.
Polne ćelije: oplodnja
Spajanje dvije polne ćelije naziva se oplodnja. Proces oplodnje završava formiranjem zigote. Polne ćelije žene i muškarca imaju haploidni (jednostruki) skup hromozoma, a kada se spoje, obnavlja se diploidni (dvostruki) skup hromozoma karakterističan za ljudski organizam. U ovom slučaju se kombinuju jedinstvene genetske informacije majčinih i očinskih organizama. Formirana zigota ima svojstvo tipotolerancije - sposobna je proizvesti niz ćelija i tkiva budućeg organizma.
Proces oplodnje jajne ćelije odvija se u jajovodu. Spermatozoid uz pomoć akrosomalnih enzima uništava membrane jajne ćelije (corona radiata, zona pellucida) i dolazi do procesa fuzije njene plazma membrane sa membranom jajne ćelije. Nakon toga, glava sperme prodire u citoplazmu jajne ćelije. Kada genetski materijal sperme prodre u jajnu ćeliju, proces oplodnje se završava, što rezultira formiranjem jedinstvenog novog jednoćelijskog sistema, čime nastaje novi organizam.
Kada spermatozoid prodre u jaje, enzimi koji se oslobađaju iz njega modificiraju membranu na takav način da je drugi spermatozoidi više ne mogu uništiti i prodrijeti u jajnu stanicu. Ovaj proces traje samo nekoliko minuta. U procesu oplodnje učestvuje samo jedan spermatozoid. U izuzetno rijetkim slučajevima, kada dva spermatozoida prodru u jajnu stanicu, formira se triploidni embrion, ali on nije održiv i umire u roku od nekoliko dana.
Nakon oplodnje, faza zigote traje oko 30 sati. Zatim počinje drobljenje. To je proces mitotičke diobe zigote, uslijed čega se povećava broj njegovih stanica, ali ukupna veličina ostaje ista. U ovoj fazi, ćelije se nazivaju blastomeri. Nakon 3 dana, kada su sve formirane ćelije identične u određivanju i veličini, počinje faza njihove diferencijacije. Petog dana razvoja, embrion je blastocista, koja se sastoji od približno 200 ćelija. Blastocista je šuplja kugla ćelija (ćelija trofoblasta) koja sadrži ćelije embrioblasta. Ako u blastocisti postoje dva embrioblasta, iz takvog embrija nastaju identični blizanci.
Tokom čitavog ovog perioda, embrion migrira kroz jajovod u šupljinu materice. Ovaj proces nastaje pod utjecajem kretanja resica na površini jajovoda. Kada embrion dospije u šupljinu materice, dolazi do implantacije. U tom slučaju, blastocista gubi zonu pellucida (ovaj proces se naziva izlijeganjem) i uz pomoć posebnih procesa tone u endometrij. Ovaj proces je reguliran bliskim kemijskim i fizičkim vezama između endometrija i blastociste. Stanice trofoblasta proizvode humani korionski gonadotropin, koji stimulira proizvodnju progesterona stanicama žutog tijela, zbog čega ne dolazi do menstruacije.
Eto kako je to teško organizovani proces Razvoj zametnih ćelija pruža izvanredan fenomen u kojem se od dvije male ćelije formira novi, jedinstveni organizam sa skupom jedinstvenih genetskih informacija – nova osoba.
Ruski centar za doniranje oocita nudi širok izbor donora ženama kojima je potrebno liječenje neplodnosti korištenjem donorskih jajnih ćelija. Kontaktirajte vas - i mi ćemo vam sigurno pomoći!
Ženske i muške reproduktivne ćelije, nazvane "gamete" od grčkog "parenje", imaju polovinu genetskog sastava i odgovorne su za reprodukciju organizama, čijom fuzijom nastaje zigot, diploidna ćelija iz koje nastaju ćelije novog organizma. su izvedeni. Osoba ima skup od 23 hromozoma, od kojih se 22 nazivaju autozomi, a jedan je polni hromozom. Ovaj polni hromozom je označen kao X kod žena, a X ili Y kod muškaraca.
Muške reproduktivne ćelije
Spermatozoidi, muške reproduktivne ćelije, vrlo su pokretljive i mikroskopske veličine. Njihovu strukturu određuju glava koja nosi informacije o čovjeku, vrat i rep koji je odgovoran za kretanje. Možda najvažniji dio sperme, glava, ispunjena je kondenziranim hromatinom. U prosjeku, veličina spermatozoida koji se stalno proizvode u testisima je 50 - 70 mikrona, a prosječna težina jednog testisa odrasle osobe je od 20 do 30 g glava.
Testisi se nalaze u skrotumu, koji je mišićnokutana tvorevina koja se sastoji od velikog broja sjemenih tubula. Među tim tubulima nalaze se intersticijske ćelije odgovorne za sintezu polnih hormona. Spermatozoidi se formiraju u sjemenim tubulima i zatim putuju kroz veliki kanal, kroz epididimis, sjemenovod, a zatim se izlučuju kroz trbušnu šupljinu u uretra. Kao rezultat, kraj ovog puta je penis, koji je vanjski muški polni organ.
Erekcija je proces punjenja spužvastog tkiva unutar muškog genitalnog organa krvlju. Tokom ejakulacije sperme, koja se naziva ejakulacija, sperma se oslobađa u ženski genitalni trakt. može nastati ako se u tom trenutku tamo nalazi zrelo jaje. Prilikom svake ejakulacije normalno se oslobodi do 300 miliona spermatozoida, što je otprilike 1-6 ml sperme, dok je brzina kretanja spermatozoida 3,5 mm u minuti.
Ishrana i aktivacija funkcije kretanja spermatozoida obezbjeđuje se sekrecijom uparenih gonada. U prosjeku, aktivnost sperme traje oko 48 sati u grliću materice i oko 2,5 sata unutar vagine.
Ženske reproduktivne ćelije
Ženske reproduktivne stanice počinju se aktivno razvijati u dobi od oko 12 godina, ali ova brojka je individualna za svaku ženu. U većini slučajeva, jedna reproduktivna ćelija, nazvana jaje, sazrijeva svakog mjeseca, međutim, poznati su izuzeci od ovog pravila. Mora se reći da je jaje lišeno mogućnosti samostalnog kretanja. Sadrži prilično veliku količinu informacija, uključujući boju kose, boju očiju, visinu itd.
Veličina jajeta je obično od 100 do 200 mikrona i sastoji se od zaobljenog jezgra i citoplazme. Proces sazrijevanja počinje u jajnicima svakih 24 – 28 dana, tj mjesečni ciklus zene. Oocita prvog reda, okružena membranom i krunom folikularnih ćelija, do 4 hiljade, napušta jajnik i ulazi u jajovod. Krećući se duž njega, konačno sazrijeva, formirajući punopravno jaje, takozvanu oocitu 2. reda. Ukupno, jezgro jajeta sadrži 23 hromozoma, od kojih je jedan polni X hromozom.
Ako se jajna ćelija ne oplodi u roku od 12-24 sata nakon ovulacije, umire.
Struktura muških i ženskih reproduktivnih ćelija određuje izvođenje njihove najvažnije funkcije - sprovođenje generativne reprodukcije. Karakteristično je za predstavnike i biljaka i životinja. Strukturne karakteristike zametnih ćelija bit će obrađene u našem članku.
Gamete: odnos između strukture i funkcije
Specijalizirane ćelije koje provode proces nazivaju se gamete. Muške i ženske reproduktivne ćelije - spermatozoidi i jajašca - imaju haploid, odnosno jedan set hromozoma. Ova struktura zametnih ćelija daje genotip organizma, koji nastaje kada se spoje. Diploidna je, odnosno dvostruka. Tako tijelo polovinu svojih genetskih informacija prima od majke, a drugi dio od oca.
Uprkos zajedničke karakteristike, struktura seksualnih i životinjskih vrsta se na mnogo načina razlikuje jedna od druge. To se prvenstveno odnosi na određena mjesta njihovog formiranja. Da, da angiosperms spermatozoidi se nalaze u prašnicima prašnika, a jajna ćelija u jajniku tučka. Višećelijske životinje imaju posebne organe - žlijezde, u kojima dolazi do stvaranja zametnih stanica: jaja - u jajnicima, a spermatozoida - u testisima.
Proces formiranja zametnih ćelija
Strukturu i razvoj zametnih stanica određuje tijek gametogeneze - proces njihovog formiranja, koji se odvija u nekoliko faza. Tokom reproduktivne faze, primarne gamete se dijele nekoliko puta mitozom. U ovom slučaju, dvostruki set hromozoma je očuvan. Ova faza ima svoje razlike kod osoba različitih spolova. Dakle, kod mužjaka sisara počinje od trenutka početka i traje do starosti. Kod ženki do diobe primarnih zametnih stanica dolazi samo tokom intrauterini razvoj fetus I do puberteta ostaju u stanju mirovanja.
Sljedeća je faza rasta. Tokom ovog perioda, primarne gamete se povećavaju u veličini, dolazi do replikacije DNK (udvostručavanja). Važan proces je i skladištenje nutrijenata, jer će oni biti neophodni za naknadne podjele.
Posljednja faza gametogeneze naziva se faza rasta. Tokom ovog procesa, primarne zametne ćelije se dijele redukcijskom diobom - mejozom. Njegov rezultat su četiri haploidne ćelije nastale od primarnih diploidnih.
Spermatogeneza
Kao rezultat formiranja muških zametnih stanica, odnosno spermatogeneze, nastaju četiri identične i kompletne strukture. Imaju sposobnost oplodnje. Struktura muške reproduktivne ćelije, odnosno njena posebnost, leži u nastanku specifičnih adaptacija. Konkretno, to je flagelum uz pomoć kojeg se događa kretanje muške gamete. Ovaj proces se dešava u poslednjoj dodatnoj fazi formiranja, koja je karakteristična samo za proces spermatogeneze.
Oogeneza
Struktura ženskih zametnih ćelija, kao i proces njihovog formiranja (ovogeneza), ima niz karakteristične karakteristike. Tokom mejoze, citoplazma se neravnomjerno raspoređuje između budućih ćelija. Samo jedna od njih na kraju postaje jajna ćelija sposobna da izazove budući život. Preostala tri se pretvaraju u usmjerena tijela i kao rezultat toga bivaju uništena. Biološko značenje ovog procesa je smanjenje broja zrelih ženskih zametnih ćelija sposobnih za oplodnju. Samo pod tim uvjetom jedno jaje će moći primiti potrebnu količinu hranjivih tvari, što je glavni uvjet za razvoj budućeg organizma. Kao rezultat toga, za vrijeme kada je žena sposobna da rađa djecu, samo oko 400 zametnih ćelija je sposobno da se formira. Dok za čovjeka ova brojka dostiže nekoliko stotina miliona.
Struktura muških reproduktivnih ćelija
Spermatozoidi su veoma male ćelije. Njihova veličina jedva doseže nekoliko mikrometara. U prirodi se takve veličine prirodno nadoknađuju njihovom količinom. Struktura zametnih ćelija muško tijelo ima svoje karakteristike.
Spermatozoid se sastoji od glave, vrata i repa. Svaki od ovih dijelova obavlja određene funkcije. Glava sadrži trajnu ćelijsku organelu eukariota - jezgro. On je nosilac genetske informacije sadržane u molekulima DNK. To je nukleus koji osigurava prijenos i skladištenje nasljednog materijala. Druga komponenta glave sperme je akrosom. Ova struktura je modificirani Golgijev kompleks i luči posebne enzime koji mogu otopiti membrane jajeta. Bez toga će proces oplodnje biti nemoguć. Vrat sadrži mitohondrijske organele koje omogućavaju kretanje repa. Ovaj dio sperme također sadrži centriole. Ove organele igraju važnu ulogu u formiranju vretena tokom cijepanja oplođenog jajeta. Rep sperme formiraju mikrotubule, koje, koristeći energiju mitohondrija, osiguravaju kretanje muških zametnih stanica.
Struktura jaja
Ženske reproduktivne ćelije su mnogo veće od spermatozoida. Njihov prečnik kod sisara je do 0,2 mm. Ali ista brojka za ribu s režnjevima je 10 cm, a za ajkulu haringe - do 23 cm, za razliku od muških reproduktivnih stanica, jaja su nepokretna. Imaju okrugli oblik. Citoplazma ovih ćelija sadrži veliku količinu hranljivih materija u obliku žumanca. U jezgru, osim DNK koja nosi genetske informacije, postoji još jedna nukleinske kiseline- RNK. Sadrži informacije o strukturi najvažnijih proteina budućeg organizma. Žumance se može nalaziti neravnomjerno u jajetu. Na primjer, kod lanceta se nalazi u središtu, ali kod riba zauzima gotovo cijelu površinu, pomičući jezgro i citoplazmu na jedan od polova ćelije. Izvana, jaje je pouzdano zaštićeno membranama: vitelinskim, prozirnim i vanjskim. Oni su ti koji moraju biti rastvoreni u akrozomu glave sperme da bi se izvršio proces oplodnje.
Vrste gnojidbe
Struktura i funkcije zametnih stanica određuju proces oplodnje - fuziju gameta. Kao rezultat ovog procesa, genetski materijal gameta se spaja u jedno jezgro i formira se zigota. To je prva ćelija novog organizma.
U zavisnosti od lokacije ovog procesa, pravi se razlika između spoljašnjeg (eksternog) i prvog tipa koji se sprovodi izvan tela ženske jedinke. To se obično dešava u vodena sredina stanište. Primjeri organizama kod kojih dolazi do vanjske oplodnje su predstavnici klase riba. Njihove ženke polažu jaja u vodu, gdje ih mužjaci zalijevaju sjemenom tekućinom. Broj jaja takvih životinja doseže nekoliko tisuća, od kojih malo jedinki preživi i raste. Većinu ih jedu vodene životinje. Ali sve sisare karakterizira unutrašnja oplodnja, koja se događa unutar ženskog tijela uz pomoć specijaliziranih mužjaka. Istovremeno, broj jaja spremnih za oplodnju je mali.
Struktura muških i ženskih reproduktivnih ćelija i reproduktivni sistem biljke se značajno razlikuju od životinja. Stoga se proces fuzije gameta odvija drugačije. Muške reproduktivne stanice biljaka nemaju rep i nisu sposobne za kretanje. Dakle, oplodnji prethodi oprašivanje. To je proces prenošenja polena sa prašnika prašnika na stigmu tučka. Javlja se uz pomoć vjetra, insekata ili ljudi. Našavši se tako na stigmi tučka, spermatozoidi se spuštaju duž zametne cijevi u njen prošireni donji dio - jajnik. Tu se nalazi jaje. Kada se gamete spoje, formira se embrion sjemena.
Koncept partenogeneze
Struktura zametnih ćelija, posebno ženskih, omogućava jedan od neobičnih oblika generativne reprodukcije. Zove se partenogeneza. Njegova biološka suština leži u razvoju odraslog organizma iz neoplođenog jajeta. Ovaj proces se posmatra u životni ciklus Rakovi dafnije, tokom kojih se izmjenjuju seksualne i partenogenetske generacije. Ženska reproduktivna ćelija sadrži dovoljno hranljivih materija za početak novog života. Međutim, tokom partenogeneze ne nastaju nove kombinacije genetskih informacija, što znači da je i nastanak novih karakteristika nemoguć. Međutim, partenogeneza ima važnu ulogu biološki značaj, jer omogućava proces seksualne reprodukcije i bez prisustva jedinke suprotnog pola.
Faze menstrualnog ciklusa
IN žensko tijelo Zametne ćelije nisu uvek spremne za oplodnju, već samo u određenim trenucima u telu se dešavaju ciklične, prirodne promene u funkcijama reproduktivnog sistema. Ovaj proces je regulisan humoralnim sistemom. Trajanje ovog ciklusa je 21-36 dana sa prosjekom od 28. Ovaj period se može podijeliti u tri faze. U prvom (menstrualnom) periodu, koji traje otprilike prvih 5 dana, sluznica materice se odbacuje. Ovo je popraćeno rupturom malih krvnih sudova. 6-14 dana, pod uticajem hipofize, oslobađa se folikul u kome sazrijeva jajna stanica. U ovom periodu sluzokoža materice počinje da se oporavlja. Ovo je suština postmenstrualne faze. Od 15. do 28. dana dolazi do stvaranja masnog vezivnog tkiva - žutog tijela. Djeluje kao privremena endokrina žlijezda, koja proizvodi hormone koji odlažu sazrijevanje folikula. U periodu od 17. do 21. dana vjerovatnoća oplodnje je najveća. Ako se to ne dogodi, zametna ćelija se uništava i sluznica se ponovo ljušti.
Šta je ovulacija
14. dana menstrualnog ciklusa struktura ženske reproduktivne ćelije se neznatno mijenja. Jajna stanica razbija folikulsku membranu i izlazi iz jajnika u jajovod. Tu se završava njegovo sazrijevanje. Ovaj proces se naziva ovulacija. Ovo je veoma važan period tokom kojeg materica stiče sposobnost da prihvati oplođeno jaje.
Hromozomski set zametnih ćelija
Jaja i sperma imaju jedan skup genetskih informacija. Na primjer, kod ljudi polne ćelije sadrže 23 hromozoma, a zigota 46. Kada se spolne ćelije spoje, tijelo dobija polovinu svojih gena od majke, a drugi dio od oca. Ovo se odnosi i na spol. Među hromozomima postoje autozomi i jedan par polnih hromozoma. Označeni su latiničnim slovima. Kod ljudi, ženske ćelije sadrže dva identična polna hromozoma, dok muške ćelije sadrže različite. Polne ćelije sadrže po jednu od svake. Dakle, spol nerođenog djeteta u potpunosti ovisi o muškom tijelu i o vrsti hromozoma koje sperma nosi.
Funkcije zametnih ćelija
Struktura ženske reproduktivne ćelije, kao i muške, međusobno je povezana sa funkcijama koje obavljaju. Kao dio reproduktivnog sistema, obavljaju funkciju generativne reprodukcije. Za razliku od aseksualne reprodukcije, u kojoj je očuvan integritet genetske informacije organizma, seksualna reprodukcija osigurava stvaranje novih karakteristika. Ovo je neophodan uslov pojavu adaptacije, a time i cjelokupnog postojanja živih organizama.
Seksualno razmnožavanje javlja se kod predstavnika svih vrsta flore i faune. Povezan je sa stvaranjem posebnih zametnih ćelija: ženskih - jajašca i muških - spermatozoida.
Polne ćelije (gamete) karakteriše jedan (haploidni) broj hromozoma (vidi). Osim toga, razlikuju se u omjeru volumena citoplazme i jezgra (u poređenju sa somatskim stanicama).
Struktura muške reproduktivne ćelije (spermatozoida)
Muške reproduktivne ćelije - spermatozoidi - obično su vrlo male i pokretne. Tipična sperma se sastoji od glave, vrata i repa.
Glava sastoji se gotovo u potpunosti od jezgra prekrivenog tankim slojem citoplazme. Njegov krajnji prednji dio je šiljast i prekriven kapom.
Vrat sužen, sadrži centriol ( komponentaćelijski centar) i mitohondrije.
Rep Spermatozoid se sastoji od najfinijih vlakana prekrivenih citoplazmatskim cilindrom: to je organela kretanja.
Ukupna dužina sperme, uključujući glavu, vrat i rep, kod sisara i ljudi je 50-60 µm. Karakteristično je da se spermatozoidi obično formiraju u ogromnim količinama (kod sisara stotine miliona njih sazrijevaju tokom života).
Struktura ženske reproduktivne ćelije (jajne ćelije)
Ženske reproduktivne ćelije (jajne ćelije) su nepokretne i po pravilu veće od spermatozoida. Obično imaju sferni oblik i raznoliku strukturu ljuske. Kod sisara je veličina jaja relativno mala i iznosi 100-200 mikrona u prečniku. Ostali kičmenjaci (ribe, vodozemci, gmizavci, ptice) imaju velika jaja. Sadrže ogromnu količinu hranjivih tvari u citoplazmi.
Kod ptica, na primjer, jajna stanica je dio jajeta koji se obično naziva žumance. Prečnik kokošjeg jajeta je 3-3,5 cm, i to u takvom velike ptice, poput nojeva, - 10-11 cm. Ova jaja su prekrivena sa nekoliko membrana složene strukture (proteinski sloj, membrane podljuske i ljuske itd.), koje osiguravaju normalan razvoj embrija.
Broj proizvedenih jajnih ćelija je obično mnogo manji od broja spermatozoida. Na primjer, žena će tokom svog života sazreti oko 400 jajnih ćelija.
Opisana je struktura muških i ženskih zametnih stanica biljaka.
Razvoj jajnih ćelija i sperme
Sazrijevanje i razvoj zametnih stanica naziva se gametogeneza. Kod životinja i ljudi javlja se u gonadama: jajne ćelije se razvijaju u jajnicima, a spermatozoidi u testisima.
Faze razvoja
Procesi razvoja muških zametnih ćelija (spermatogeneza) i ženskih zametnih ćelija (ovegeneza) imaju niz sličnih karakteristika. Postoje tri različite faze u jajnicima i testisima:
- Faze reprodukcije;
- faze rasta;
- faze sazrevanja zametnih ćelija.
On prva faza spermatogonije i oogonije (ćelije - prekursori spermatozoida i jajnih ćelija) se množe i njihov broj se povećava.
Kod muškaraca, mitotička podjela spermatogonije počinje tokom puberteta i traje decenijama. Kod žena se podjela oogonije događa samo u embrionalnom periodu njihovog života i završava prije rođenja. Kod životinja, podjela ovih stanica ovisi o vremenu i periodima razmnožavanja.
U druga faza spermatogonije i oogonije prestaju da se razmnožavaju, počinju rasti i povećavati se u veličini, pretvarajući se u primarne spermatocite i oocite. Posebno se značajno povećava veličina oocita. Na primjer, kod žaba linearne dimenzije oocita su 2 tisuće puta veće od onih oogonije. To je zbog činjenice da akumuliraju hranjive tvari potrebne za razvoj embrija.
Najvažnije promjene se dešavaju s budućim zametnim stanicama treća faza sazrevanje. Ovdje se također pojavljuju značajne razlike između spermatozoida i oogeneze. U ovoj zoni, primarne oocite se dijele dva puta mejozom. Tokom prve mejotičke diobe formiraju se velika sekundarna oocita i mala stanica, primarni polocit (prvo polarno, ili vodeće tijelo).
Tokom druge mejotičke diobe, sekundarna oocita se dijeli na veliko nezrelo jaje i mali sekundarni polocit (drugo polarno tijelo). Primarni polocit se također može podijeliti na još dva polocita.
Dakle, kao rezultat dvije mejotske diobe, jedna primarna oocita proizvodi 4 stanice s haploidnim skupom kromosoma - nezrelu zametnu ćeliju (koja se pretvara u zrelo jaje) i tri polocita, koji nakon toga umiru.
Tokom spermatogeneze, primarni spermatocit u zoni sazrevanja se takođe dva puta deli mejozom. Ali u ovom slučaju pojavljuju se 4 identične haploidne spermatide. Nakon toga, kroz složene transformacije (promjene oblika, razvoj repa) pretvaraju se u zrelu spermu.
Gnojidba
Gnojidba- ovo je proces fuzije jezgra sperme i jajne ćelije i obnavljanje diploidnog seta hromozoma. Oplođeno jaje se zove zigota. Do formiranja zigote dolazi tek kada spermatozoid prodre u jajnu stanicu.
Ovaj proces se u različitim organizmima odvija različito. Kod sisara prodiranje sperme u jaje je praćeno otapanjem njegove ljuske uz pomoć različitih enzima koje izlučuje spermatozoid. Kod mnogih insekata jaja imaju gustu ljusku, a sperma prodire kroz male rupice. Neki vodenih organizama mali receptivni tuberkul se formira na površini jajne ćelije na mestu kontakta sa spermom, koji se zatim uvlači prema unutra zajedno sa spermom.
Tipično, samo glava sperme s mitohondrijima i centriolom prodire u citoplazmu jajne stanice, a rep ostaje vani. Ljuska glave se otapa, jezgro počinje da bubri sve dok ne dostigne veličinu jezgra jajeta. Tada se oba jezgra približavaju i konačno spajaju.
Ponekad nekoliko spermatozoida istovremeno prodre u jajnu stanicu, ali se samo jedan od njih spaja sa jezgrom. U zigoti se svi hromozomi uparuju: u svakom paru homolognih hromozoma jedan hromozom pripada jajnoj stanici, drugi spermiju. Ovaj fenomen je od velikog značaja za evoluciju. Organizam koji se razvija iz zigote ima širok raspon kombinativne varijabilnosti, a samim tim i veće mogućnosti prilagođavanja na promjenjive uvjete okoline.
Karakteristika cvjetnica.
Progeneza - formiranje, razvoj i sazrevanje muških i ženskih reproduktivnih ćelija.
Polne ćelije- gamete, za razliku od somatskih, imaju haploidni skup hromozoma. Zovu se svi hromozomi gameta, sa izuzetkom jednog polnog hromozoma autozomi, seksualno gonosoma.
Muške reproduktivne ćelije imaju polne hromozome X ili Y.
Ženske reproduktivne ćelije samo X.
Diferencirane gamete imaju nizak nivo metabolizma i nisu sposobne za reprodukciju.
Muške reproduktivne ćelije
Muške reproduktivne ćelije - spermatozoida (spermatozoida) se razvijaju u nekoliko hiljada miliona. Male su veličine (oko 70 mikrona kod ljudi) i imaju sposobnost aktivnog kretanja brzinom od 30-50 mikrona u sekundi. Spermatozoid ima flagelirani oblik.
¨Proces formiranja i sazrevanja sperme - spermatogeneza.
Struktura sperme
Spermatozoid se sastoji iz dva dijela: 1) glave; 2) rep.
Glava Spermatozoid (caput spermatozoidi) sadrži malo gusto jezgro sa haploidnim skupom hromozoma. Ljude karakteriše prisustvo 22 autosoma i 1 polni hromozom (gonosom) u jezgru. U zavisnosti od čega polni hromozom ima jezgro sperme X ili Y, dijele se na dvije vrste:
1) androspermija - sadrži Y hromozome,
2) ginekospermija - sadrže X hromozome.
¨Jezgro se odlikuje visokim sadržajem nukleoprotamini I nukleohistoni. Prednji dio jezgra prekriven je ravnom vrećicom koja se formira poklopac sperma. Na prednjem polu kapice nalazi se akrozom(od grčkog acros - vrh; soma - tijelo). Obje formacije (kapa i akrosom) su derivati Golgijevog kompleksa.
Akrozom sadrži skup enzima, među kojima pripada važno mjesto hijaluronidaza I proteaze(tripsin), koji su sposobni da otapaju membrane jajeta.
Spoljašnja strana glave prekrivena je ćelijskom membranom.
Rep(feagellum) sperma se sastoji od:
a) spojni dio (vrat) koji čine dvije centiole - proksimalna i distalna, od distalnog polazi aksijalna nit (aksonema);
b) srednji dio koji čine dvije centralne i 9 pari perifernih mikrotubula koje su spiralno okružene mitohondrijima (mitohondrijski omotač);
c) glavni dio koji po strukturi podsjeća na trepavicu. Okružen finim fibrilarnim omotačem;
d) završni dio, koji sadrži pojedinačne kontraktilne niti.
Baš kao i glava, rep je prekriven staničnom membranom.
Funkcije sperme
1. Oplodnja jajeta. Uz pomoć repa, spermatozoid se može kretati u određenom smjeru, koji je određen specifičnim tvarima koje luči jajna stanica - gynogamons.
2. Reaguju na hemijske iritanse - hemotaksija.
3. Može da se kreće protiv protoka tečnosti - reotaksa.
4. Zadržati sposobnost oplodnje optimalni uslovi u roku od 36-88 sati.
5. Optimalni uslovi su blago alkalna sredina.
Ženske reproduktivne ćelije
Ženske reproduktivne ćelije - jajašca (ovociti). Formira se u jajnicima. Količina - nekoliko stotina zrelih tokom života čovjeka ili sisara. Vodozemaca i riba može biti nekoliko desetina hiljada.
Jaje ima sferni oblik, veličine se kreću od nekoliko mikrona do nekoliko cm. Karakteristika jaja je veliki volumen citoplazme i prisustvo žumanca. Osim toga, jaja nemaju sposobnost samostalnog kretanja.