Zīdītāju vīriešu reproduktīvās šūnas. Kāds ir vīriešu reproduktīvās šūnas zinātniskais nosaukums? Vīriešu reproduktīvās šūnas struktūra - sperma
Dzimuma šūnas ir specializētas šūnas, caur kurām notiek seksuālās reprodukcijas process. Sieviešu un vīriešu dzimumšūnas atšķiras no somatiskajām šūnām (visām pārējām ķermeņa šūnām): tajās ir puse no hromosomu komplekta. Apaugļošanas procesā tiek atjaunots hromosomu skaits. Dzimumšūnu veidošanās un struktūras īpatnības nodrošina to funkcionālo specifiku.
Sieviešu un vīriešu reproduktīvās šūnas: struktūra
Gametes (dzimuma šūnas) raksturo haploīds (viens) hromosomu komplekts. Tas ir, cilvēka dzimumšūnas satur 23 hromosomas: 22 autosomālas un 1 dzimumhromosomas. Dzimumšūnu veidi (vīriešu vai sieviešu) precīzi atšķiras pēc dzimuma hromosomas: sievietes dzimumšūnā (gametā) ir X hromosoma, vīrišķajā – X vai Y hromosomu. Apaugļošanas procesā nedzimušā bērna dzimums ir atkarīgs no dzimuma hromosomu kombinācijas: XX - sieviete, XY - vīrietis.
Dzimumšūnu struktūru raksturo neticami strukturāla organizācija un mērķtiecība. Vīriešu dzimumšūnas (spermatozoīdi), kurām jābūt ļoti mobilām sieviešu reproduktīvajā traktā, ir mazas šūnas, kurām trūkst citoplazmas un kuras sastāv no galvas, kurā ir kodols ar ģenētisko materiālu, un astes - kustību orgāns. No šūnu elementiem tie satur tikai mitohondrijus, kas nodrošina enerģiju kustībai, akrosomālu vakuolu, kas satur proteolītiskos enzīmus olšūnu membrānu šķīdināšanai, un proksimālo centriolu. Spermas kopējais garums ir aptuveni 60 mikroni, no kuriem 55 atrodas astē.
Vīriešu dzimumšūnas akrosomālā vakuola satur šādus enzīmus:
Kad spermatozoīdi izdalās no sēkliniekiem, tie joprojām ir morfoloģiski nenobrieduši, tie iegūst apaugļošanās spēju un kustīgumu asinsvados. Turklāt vīrišķās dzimumšūnas satur vairākus specifiskus antigēnus, kuru inaktivācija notiek arī asinsvados.
Sievietes reproduktīvā šūna (olšūna) ir liela, nekustīga šūna. Tas satur lielu daudzumu trofisko vielu, kas ir nepieciešamas agrīna attīstība embrijs. Turklāt blastomēru (embrionālo šūnu pirmās paaudzes) veidošanai olšūnā ir pietiekams skaits citoplazmas struktūru. Cilvēka ola ir oligoleciāla, kas nozīmē, ka tajā nav daudz dzeltenuma.
Augstākās placentas, tostarp cilvēka, dzimumšūnu iezīme ir tāda, ka nobriedusi dzimumšūna neeksistē atsevišķi, tā vienmēr ir ciešā saskarē ar apkārtējo vidi. somatiskās šūnas, izveidojot apvalku. Sieviešu reproduktīvās šūnas kompleksu ar somatiskām membrānām sauc par olnīcu folikulu jeb ovosomatisko histiju.
Dzimumšūnu veidošanās. Mēslošana
Dzimumšūnu attīstības process ir ļoti sarežģīts un daudzpakāpju. Primārās gametas (dzimumšūnas) embrionālajā periodā tiek novietotas tālu no dzimumdziedzeriem, un pēc tam attīstības laikā ar kustīgu šķidrumu strāvu tās tiek pārnestas uz dzimumdziedzeru zonu. Jau dzimumdziedzeros notiek to tālāka veidošanās. Turpmākās embrionālās attīstības gaitā apkārtējās šūnas un audi neietekmē gametu tiešas veidošanās procesu, un netiek pārmantotas iegūtās cilvēka īpašības.
Sieviešu dzimumšūnu veidošanās (ovogenēze)
Sieviešu dzimumšūnu veidošanās un nobriešana notiek folikulās, kas atrodas olnīcu audos. Pirmie folikuli embrioģenēzes laikā pārvietojas olnīcu audos. Atšķirīga iezīme ir tas, ka sieviešu reproduktīvās šūnas veidojas olnīcu audos lielos daudzumos, līdz dzimšanas brīdim to skaits ir aptuveni divi miljoni. Lielāks šūnu skaits tiek resorbēts, un pubertātes laikā ir aptuveni 300 tūkstoši oocītu. Sieviešu dzimumšūnas veidojas tikai embrionālajā periodā, un pirms pubertātes notiek tikai to galīgā strukturālā veidošanās. Tāpēc pilnīgi visi negatīvie faktori, ar kuriem sieviete saskaras dzīves laikā, atspoguļojas viņas dzimumšūnu stāvoklī. Alkohola ietekmei uz reproduktīvajām šūnām jebkurā dzīves periodā ir ārkārtīgi negatīva ietekme, un tās sekas saglabājas mūžīgi. Jaunas dzimumšūnas sievietēm dzīves laikā neveidojas, notiek tikai to nobriešana.
Reproduktīvā vecumā katrā menstruālajā ciklā nobriest vairāki folikuli. Līdz ovulācijas brīdim (periods, kad no folikula parādās nobriedusi reproduktīvā šūna) beidzot veidojas dominējošais folikuls. Tas palielinās, un līdz ovulācijas brīdim dobums ar folikulu olnīcā, kas piepildīts ar šķidrumu (grafiskā pūslīša), sasniedz 2 cm diametru.
Kad folikuls nobriest, šūnas ap to ražo hormonus - estrogēnu. Tieši pirms ovulācijas to koncentrācija ievērojami palielinās, kā rezultātā izdalās luteinizējošais hormons. Šajā gadījumā folikuls plīst, un olšūna, kas ir gatava apaugļošanai, tiek izlaista vēdera dobumā, no kurienes tā nonāk olvados.
Vīriešu dzimumšūnu attīstība (spermatoheģēze)
Vīriešu reproduktīvā šūna veidojas pavisam savādāk. Dzimšanas brīdī dzimumdziedzeros ir rudimentāras, neveidotas vīriešu reproduktīvās šūnas. To galīgās veidošanās process sākas ar pubertāti. Vīriešu dzimumšūnu veidošanās īpatnība ir tāda, ka katra šūna veidojas aptuveni 75 dienu laikā, nevis no dzimšanas brīža, kā sievietes.
Spermas veidošanās process notiek izliektajos sēklu kanāliņos. Spermatogonijas (nobriedušu vīriešu dzimumšūnu prekursori) atrodas uz bazālās membrānas, kur tās iziet mitotiskās dalīšanās stadijas. Mitozes rezultātā veidojas divu veidu šūnas. Spermatogonija A saglabā spēju tālāk dalīties ar mitozi un radīt tās pašas šūnas, savukārt spermatogonija B tiek evakuēta no membrānas un spēj dalīties tikai ar mejozi. Tieši pēc pirmās mejozes veidojas šūnas ar vienu hromosomu komplektu, kuras 75 dienu laikā beidzot nobriest un ir gatavas olšūnas apaugļošanai.
Dzimuma šūnas: apaugļošana
Divu dzimumšūnu saplūšanu sauc par apaugļošanu. Apaugļošanas process beidzas ar zigotas veidošanos. Sievietes un vīrieša dzimumšūnām ir haploīds (vienots) hromosomu komplekts, un, tiem saplūstot, tiek atjaunots cilvēka organismam raksturīgais diploīds (dubultais) hromosomu komplekts. Šajā gadījumā tiek apvienota unikālā mātes un tēva organismu ģenētiskā informācija. Izveidotajai zigotai ir tipolerances īpašība - tā spēj radīt dažādas nākamā organisma šūnas un audus.
Olšūnas apaugļošanas process notiek olvados. Sperma ar akrosomu enzīmu palīdzību iznīcina olšūnas membrānas (corona radiata, zona pellucida), un notiek tās plazmas membrānas saplūšanas process ar olšūnas membrānu. Pēc tam spermas galva iekļūst olšūnas citoplazmā. Kad spermas ģenētiskais materiāls ir iekļuvis olšūnā, apaugļošanās process beidzas, kā rezultātā veidojas unikāla jauna vienšūnu sistēma, kas rada jaunu organismu.
Kad spermatozoīdi iekļūst olšūnā, no tās atbrīvotie enzīmi modificē membrānu tā, ka citi spermatozoīdi vairs nevar to iznīcināt un iekļūt olšūnā. Šis process aizņem tikai dažas minūtes. Apaugļošanas procesā piedalās tikai viens spermatozoīds. Ārkārtīgi retos gadījumos, kad olšūnā iekļūst divi spermatozoīdi, veidojas triploīds embrijs, taču tas nav dzīvotspējīgs un mirst dažu dienu laikā.
Pēc apaugļošanas zigota stadija ilgst apmēram 30 stundas. Tālāk sākas drupināšana. Tas ir zigotas mitotiskās dalīšanās process, kā rezultātā palielinās tās šūnu skaits, bet kopējais izmērs paliek nemainīgs. Šajā posmā šūnas sauc par blastomēriem. Pēc 3 dienām, kad visas izveidotās šūnas pēc noteikšanas un izmēra ir identiskas, sākas to diferenciācijas stadija. Piektajā attīstības dienā embrijs ir blastocista, kas sastāv no aptuveni 200 šūnām. Blastocista ir doba šūnu bumba (trofoblastu šūnas), kas satur embrioblastu šūnas. Ja blastocistā ir divi embrioblasti, no šāda embrija veidojas identiski dvīņi.
Visā šajā periodā embrijs migrē caur olvadu dzemdes dobumā. Šis process notiek villi kustību ietekmē uz olvadu virsmas. Kad embrijs sasniedz dzemdes dobumu, notiek implantācija. Šajā gadījumā blastocista zaudē zona pellucida (šo procesu sauc par izšķilšanos) un ar īpašu procesu palīdzību iegrimst endometrijā. Šo procesu regulē cieši ķīmiski un fiziski savienojumi starp endometriju un blastocistu. Trofoblastu šūnas ražo cilvēka horiona gonadotropīnu, kas stimulē progesterona ražošanu dzeltenā ķermeņa šūnās, kā rezultātā menstruācijas nenotiek.
Tas ir tik grūti organizēts process Dzimumšūnu attīstība nodrošina neparastu parādību, kurā no divām mazām šūnām ar unikālas ģenētiskās informācijas kopumu veidojas jauns, unikāls organisms – jauns cilvēks.
Krievijas Oocītu donoru centrs piedāvā plašu donoru izvēli sievietēm, kurām nepieciešama neauglības ārstēšana, izmantojot donoru olšūnas. Sazinieties ar jums - un mēs noteikti jums palīdzēsim!
Sieviešu un vīriešu reproduktīvajām šūnām, ko no grieķu valodas sauc par “gametām”, kas nozīmē “pārošanās”, ir puse no ģenētiskā sastāva, un tās ir atbildīgas par organismu vairošanos, kuru saplūšanas rezultātā veidojas zigota, diploīda šūna, no kuras veidojas jaunās šūnas. organisms ir atvasināts. Personai ir 23 hromosomu komplekts, no kurām 22 sauc par autosomām, bet viena ir dzimuma hromosoma. Sievietēm šī dzimuma hromosoma ir apzīmēta ar X, bet vīriešiem - X vai Y.
Vīriešu reproduktīvās šūnas
Spermatozoīdi, vīriešu reproduktīvās šūnas, ir ļoti mobilas un mikroskopiskas. To uzbūvi nosaka galva, kas nes informāciju par vīrieti, kakls un aste, kas ir atbildīga par kustību. Iespējams, ka vissvarīgākā spermas daļa, galva, ir piepildīta ar kondensētu hromatīnu. Vidēji sēkliniekos pastāvīgi ražoto spermatozoīdu izmērs ir 50–70 mikroni, un viena pieauguša cilvēka sēklinieka vidējais svars ir no 20 līdz 30 g Interesanti, ka ar 60 mikronu garumu tiek atvēlēti tikai 5 mikroni galva.
Sēklinieki atrodas sēkliniekos, kas ir muskuļu un ādas veidojums, kas sastāv no liela skaita sēklu kanāliņi. Starp šiem kanāliņiem ir intersticiālas šūnas, kas ir atbildīgas par dzimumhormonu sintēzi. Spermas veidojas sēklu kanāliņos un pēc tam pārvietojas pa lielu kanālu, caur epididīmu, vas deferens, un pēc tam tiek izvadīti caur vēdera dobumu urīnizvadkanāls. Rezultātā šī ceļa gals ir dzimumloceklis, kas ir ārējais vīriešu dzimumorgāns.
Erekcija ir process, kurā sūkļveida audi, kas atrodas vīrieša dzimumorgānu iekšpusē, tiek piepildīti ar asinīm. Spermas ejakulācijas laikā, ko sauc par ejakulāciju, spermatozoīdi izdalās sievietes dzimumorgānos. var rasties, ja tajā brīdī tur ir nobriedusi olšūna. Katras ejakulācijas laikā parasti izdalās līdz 300 miljoniem spermatozoīdu, kas ir aptuveni 1-6 ml spermas, savukārt spermas kustības ātrums ir 3,5 mm minūtē.
Uzturu un spermas kustības funkcijas aktivizēšanu nodrošina pāru dzimumdziedzeru sekrēcija. Vidēji spermas aktivitāte dzemdes kaklā ilgst aptuveni 48 stundas un maksts iekšpusē aptuveni 2,5 stundas.
Sieviešu reproduktīvās šūnas
Sieviešu reproduktīvās šūnas sāk aktīvi attīstīties apmēram 12 gadu vecumā, taču katrai sievietei šis skaitlis ir individuāls. Vairumā gadījumu katru mēnesi nobriest viena reproduktīvā šūna, ko sauc par olšūnu, tomēr ir zināmi izņēmumi no šī noteikuma. Jāsaka, ka olai ir atņemta spēja patstāvīgi pārvietoties. Tajā ir diezgan liels informācijas apjoms, tostarp matu krāsa, acu krāsa, augums utt.
Olas izmērs parasti ir no 100 līdz 200 mikroniem un sastāv no noapaļota kodola un citoplazmas. Nobriešanas process sākas olnīcās ik pēc 24 – 28 dienām, kas ir ikmēneša cikls sievietes. Pirmās kārtas oocīts, ko ieskauj membrāna un folikulu šūnu vainags, kuru skaits ir līdz 4 tūkstošiem, atstāj olnīcu un nonāk olvados. Pārvietojoties pa to, tas beidzot nobriest, veidojot pilnvērtīgu olu, tā saukto otrās kārtas oocītu. Kopumā olšūnas kodolā ir 23 hromosomas, no kurām viena ir dzimuma X hromosoma.
Ja olšūna netiek apaugļota 12-24 stundu laikā pēc ovulācijas, tā mirst.
Vīriešu un sieviešu reproduktīvo šūnu struktūra nosaka to vissvarīgākās funkcijas - ģeneratīvās reprodukcijas īstenošanas - izpildi. Tas ir raksturīgs gan augu, gan dzīvnieku pārstāvjiem. Dzimumšūnu struktūras iezīmes tiks apspriestas mūsu rakstā.
Gametes: struktūras un funkcijas attiecības
Specializētās šūnas, kas veic procesu, sauc par gametām. Vīriešu un sieviešu reproduktīvajām šūnām - spermai un olām - ir haploīds, t.i., viens hromosomu komplekts. Šī dzimumšūnu struktūra nodrošina organisma genotipu, kas veidojas, tām saplūstot. Tas ir diploīds vai dubults. Tādējādi ķermenis pusi ģenētiskās informācijas saņem no mātes, bet otru daļu no tēva.
Neskatoties uz kopīgas iezīmes, seksuālo un dzīvnieku sugu struktūra daudzējādā ziņā atšķiras viena no otras. Tas galvenokārt attiecas uz noteiktām to veidošanās vietām. Jā, y segsēkļi spermatozoīdi atrodas putekšņlapas putekšņos, un olšūna atrodas pūtītes olnīcā. Daudzšūnu dzīvniekiem ir īpaši orgāni - dziedzeri, kuros notiek dzimumšūnu veidošanās: olšūnas - olnīcās un spermas - sēkliniekos.
Dzimumšūnu veidošanās process
Dzimumšūnu struktūru un attīstību nosaka gametoģenēzes gaita – to veidošanās process, kas notiek vairākos posmos. Reproduktīvās fāzes laikā primārās gametas vairākas reizes sadalās mitozes ceļā. Šajā gadījumā tiek saglabāts dubults hromosomu komplekts. Šim posmam ir savas atšķirības dažādu dzimumu indivīdos. Tādējādi vīriešu dzimuma zīdītājiem tas sākas no parādīšanās brīža un ilgst līdz vecumam. Sievietēm primāro dzimumšūnu dalīšanās notiek tikai laikā intrauterīnā attīstība auglis Un līdz pubertātes vecumam tie paliek neaktīvi.
Nākamais ir augšanas posms. Šajā periodā palielinās primāro gametu izmērs, un notiek DNS replikācija (dubultošanās). Svarīgs process ir arī barības vielu uzglabāšana, jo tās būs nepieciešamas turpmākai dalīšanai.
Gametoģenēzes pēdējo posmu sauc par augšanas fāzi. Šī procesa laikā primārās dzimumšūnas dalās ar reducēšanas dalīšanos – mejozi. Tā rezultāts ir četras haploīdas šūnas, kas veidojas no primārajām diploīdām šūnām.
Spermatoģenēze
Vīriešu dzimumšūnu veidošanās, t.i., spermatoģenēzes rezultātā veidojas četras identiskas un pilnīgas struktūras. Viņiem ir spēja apaugļot. Vīriešu reproduktīvās šūnas struktūra vai drīzāk tās īpatnība ir specifisku pielāgojumu rašanās. Jo īpaši tas ir karogs, ar kura palīdzību notiek kustība vīriešu dzimumšūnas. Šis process notiek pēdējā papildu veidošanās fāzē, kas raksturīga tikai spermatoģenēzes procesam.
Ooģenēze
Sieviešu dzimumšūnu struktūrai, kā arī to veidošanās procesam (ovogenēzei) ir vairākas raksturīgās iezīmes. Mejozes laikā citoplazma tiek nevienmērīgi sadalīta starp nākotnes šūnām. Tikai viena no tām galu galā kļūst par olšūnu, kas spēj radīt turpmāko dzīvi. Atlikušie trīs pārvēršas par virziena ķermeņiem un rezultātā tiek iznīcināti. Šī procesa bioloģiskā nozīme ir samazināt nobriedušu sieviešu dzimumšūnu skaitu, kas spēj apaugļot. Tikai ar šo nosacījumu viena olšūna varēs saņemt nepieciešamo barības vielu daudzumu, kas ir galvenais nosacījums nākotnes organisma attīstībai. Rezultātā laikā, kad sieviete ir spējīga dzemdēt bērnus, spēj veidoties tikai aptuveni 400 dzimumšūnu. Kamēr vīrietim šis skaitlis sasniedz vairākus simtus miljonu.
Vīriešu reproduktīvo šūnu struktūra
Sperma ir ļoti mazas šūnas. To izmērs tikko sasniedz dažus mikrometrus. Dabā šādus izmērus dabiski kompensē to daudzums. Dzimumšūnu struktūra vīrieša ķermenis ir savas īpašības.
Sperma sastāv no galvas, kakla un astes. Katra no šīm daļām veic noteiktas funkcijas. Galvā atrodas eikariotu pastāvīgā šūnu organelle - kodols. Tas ir DNS molekulās esošās ģenētiskās informācijas nesējs. Tas ir kodols, kas nodrošina iedzimtības materiāla pārnešanu un uzglabāšanu. Otrā spermas galvas sastāvdaļa ir akrosoma. Šī struktūra ir modificēts Golgi komplekss un izdala īpašus enzīmus, kas spēj izšķīdināt olšūnas membrānas. Bez tā mēslošanas process nebūs iespējams. Kakls satur mitohondriju organellus, kas nodrošina astes kustību. Šī spermas daļa satur arī centriolus. Šīm organellām ir svarīga loma vārpstas veidošanā apaugļotās olšūnas šķelšanās laikā. Spermas asti veido mikrotubulas, kas, izmantojot mitohondriju enerģiju, nodrošina vīriešu dzimumšūnu kustību.
Olu struktūra
Sieviešu reproduktīvās šūnas ir daudz lielākas par spermu. To diametrs zīdītājiem ir līdz 0,2 mm. Bet tas pats skaitlis daivu zivīm ir 10 cm, bet siļķu haizivīm - līdz 23 cm, atšķirībā no vīriešu reproduktīvajām šūnām, olas ir nekustīgas. Viņiem ir apaļa forma. Šo šūnu citoplazma satur lielu barības vielu daudzumu dzeltenuma veidā. Kodolā papildus DNS, kas nes ģenētisko informāciju, ir vēl viens nukleīnskābe- RNS. Tajā ir informācija par topošā organisma svarīgāko olbaltumvielu struktūru. Dzeltenums olā var atrasties nevienmērīgi. Piemēram, lancetē tas atrodas centrā, bet zivīs aizņem gandrīz visu virsmu, nobīdot kodolu un citoplazmu uz vienu no šūnas poliem. Ārpusē olu droši aizsargā membrānas: vitelline, caurspīdīga un ārējā. Tie ir tie, kas ir jāizšķīdina spermas galvas akrosomā, lai veiktu apaugļošanas procesu.
Mēslošanas veidi
Dzimumšūnu struktūra un funkcijas nosaka apaugļošanās procesu – gametu saplūšanu. Šī procesa rezultātā gametu ģenētiskais materiāls apvienojas vienā kodolā, un veidojas zigota. Tā ir pirmā jauna organisma šūna.
Atkarībā no šī procesa atrašanās vietas izšķir ārējo (ārējo) un Pirmais veids tiek veikts ārpus sievietes ķermeņa. Tas parasti notiek iekšā ūdens vide dzīvotne. Organismu piemēri, kuros notiek ārējā apaugļošanās, ir zivju klases pārstāvji. Viņu mātītes dēj olas ūdenī, kur tēviņi tās dzirdina ar sēklu šķidrumu. Šādu dzīvnieku olu skaits sasniedz vairākus tūkstošus, no kuriem neizdzīvo un aug maz īpatņu. Lielāko daļu no tiem ēd ūdensdzīvnieki. Bet visiem zīdītājiem ir raksturīga iekšēja apaugļošanās, kas notiek sievietes ķermenī ar specializētu tēviņu palīdzību. Tajā pašā laikā apaugļošanai gatavu olu skaits ir neliels.
Vīriešu un sieviešu reproduktīvo šūnu uzbūve un reproduktīvā sistēma augi būtiski atšķiras no dzīvniekiem. Tāpēc gametu saplūšanas process notiek atšķirīgi. Augu vīrišķajām reproduktīvajām šūnām nav astes un tās nav spējīgas kustēties. Tāpēc pirms apaugļošanas notiek apputeksnēšana. Tas ir process, kurā ziedputekšņi tiek pārnesti no putekšņlapas uz putekšņlapas stigmu. Tas notiek ar vēja, kukaiņu vai cilvēku palīdzību. Tādējādi spermatozoīdi, nokļuvuši uz pūtītes aizspriedumiem, pa dīgļa caurulīti nolaižas tās paplašinātajā apakšējā daļā - olnīcā. Tur atrodas ola. Kad gametas saplūst, veidojas sēklas embrijs.
Partenoģenēzes jēdziens
Dzimumšūnu struktūra, jo īpaši sieviešu, padara iespējamu vienu no neparastajiem ģeneratīvās reprodukcijas veidiem. To sauc par partenoģenēzi. Tās bioloģiskā būtība slēpjas pieauguša organisma attīstībā no neapaugļotas olšūnas. Šis process tiek novērots dzīves cikls Dafnijas vēžveidīgie, kuru laikā mijas seksuālās un partenoģenētiskās paaudzes. Sievietes reproduktīvā šūna satur pietiekami daudz barības vielu, lai radītu jaunu dzīvi. Tomēr partenoģenēzes laikā jaunas ģenētiskās informācijas kombinācijas nerodas, kas nozīmē, ka arī jaunu īpašību rašanās nav iespējama. Tomēr partenoģenēzei ir svarīga nozīme bioloģiskā nozīme, jo tas padara iespējamu seksuālās vairošanās procesu pat bez pretējā dzimuma indivīda klātbūtnes.
Menstruālā cikla fāzes
IN sievietes ķermenis dzimumšūnas ne vienmēr ir gatavas apaugļošanai, bet tikai noteiktos laikos. Šī fizioloģiskā procesa laikā organismā notiek cikliskas, dabiskas izmaiņas reproduktīvās sistēmas funkcijās. Šo procesu regulē humorālā sistēma. Šī cikla ilgums ir 21-36 dienas ar vidēji 28. Šo periodu var iedalīt trīs fāzēs. Pirmajā (menstruālajā) periodā, kas ilgst aptuveni pirmās 5 dienas, dzemdes gļotāda tiek noraidīta. To pavada mazo asinsvadu plīsums. 6-14 dienā hipofīzes ietekmē izdalās folikuls, kurā nobriest olšūna. Šajā periodā dzemdes gļotāda sāk atgūties. Tāda ir pēcmenstruālās fāzes būtība. No 15. līdz 28. dienai veidojas taukaudu saistaudu – dzeltenā ķermeņa – veidošanās. Tas darbojas kā pagaidu endokrīnais dziedzeris, kas ražo hormonus, kas aizkavē folikulu nobriešanu. Laika posmā no 17. līdz 21. dienai apaugļošanās iespējamība ir visaugstākā. Ja tas nenotiek, dzimumšūna tiek iznīcināta un gļotāda atkal nolobās.
Kas ir ovulācija
Menstruālā cikla 14. dienā sievietes reproduktīvās šūnas struktūra nedaudz mainās. Ola pārrauj folikulu membrānu un atstāj olnīcu olvados. Tieši tur beidzas tā nobriešana. Šo procesu sauc par ovulāciju. Šis ir ļoti svarīgs periods, kurā dzemde iegūst spēju pieņemt apaugļotu olu.
Dzimumšūnu hromosomu komplekts
Olām un spermai ir viens ģenētiskās informācijas kopums. Piemēram, cilvēkiem dzimumšūnās ir 23 hromosomas, bet zigotā – 46. Saplūstot gametām, organisms pusi savu gēnu saņem no mātes, bet otro daļu no tēva. Tas attiecas arī uz dzimumu. Starp hromosomām ir autosomas un viens dzimuma hromosomu pāris. Tie ir apzīmēti ar latīņu burtiem. Cilvēkam sieviešu šūnās ir divas identiskas dzimuma hromosomas, savukārt vīriešu šūnās ir dažādas. Dzimuma šūnas satur vienu no tām. Tādējādi nedzimušā bērna dzimums ir pilnībā atkarīgs no vīrieša ķermeņa un no hromosomu veida, ko pārnēsā sperma.
Dzimumšūnu funkcijas
Sieviešu reproduktīvās šūnas struktūra, tāpat kā vīrieša, ir savstarpēji saistīta ar funkcijām, kuras tās veic. Būdami daļa no reproduktīvās sistēmas, tie veic ģeneratīvās reprodukcijas funkciju. Atšķirībā no bezdzimuma vairošanās, kurā tiek saglabāta organisma ģenētiskās informācijas integritāte, dzimumvairošanās nodrošina jaunu īpašību veidošanos. Tas ir nepieciešams nosacījums adaptācijas rašanās un līdz ar to arī visa dzīvo organismu pastāvēšana.
Seksuālā pavairošana notiek visu veidu floras un faunas pārstāvjiem. Tas ir saistīts ar īpašu dzimumšūnu veidošanos: sievietes - olšūnas un vīriešu - spermas.
Dzimuma šūnām (gametām) ir raksturīgs viens (haploīds) hromosomu skaits (sk.). Turklāt tie atšķiras ar citoplazmas un kodola tilpumu attiecību (salīdzinājumā ar somatiskajām šūnām).
Vīriešu reproduktīvās šūnas (spermas) struktūra
Vīriešu reproduktīvās šūnas - spermatozoīdi - parasti ir ļoti mazas un mobilas. Tipiska spermatozoīda sastāv no galvas, kakla un astes.
Galva gandrīz pilnībā sastāv no kodola, kas pārklāts ar plānu citoplazmas slāni. Tās priekšējā daļa ir smaila un pārklāta ar vāciņu.
Kakls sašaurināts, tas satur centriolu ( komponentsšūnu centrs) un mitohondriji.
Aste spermatozoīdi sastāv no smalkākajām šķiedrām, kas pārklātas ar citoplazmas cilindru: tā ir kustības organelle.
Spermas kopējais garums, ieskaitot galvu, kaklu un asti, zīdītājiem un cilvēkiem ir 50-60 µm. Raksturīgi, ka spermatozoīdi parasti veidojas milzīgos daudzumos (zīdītājiem dzīves laikā nobriest simtiem miljonu).
Sieviešu reproduktīvās šūnas (olšūnas) struktūra
Sieviešu reproduktīvās šūnas (olas) ir nekustīgas un, kā likums, lielākas par spermu. Tiem parasti ir sfēriska forma un daudzveidīga apvalka struktūra. Zīdītājiem olu izmērs ir salīdzinoši mazs un sasniedz 100-200 mikronus diametrā. Citiem mugurkaulniekiem (zivīm, abiniekiem, rāpuļiem, putniem) ir lielas olas. Tie satur milzīgu daudzumu uzturvielu citoplazmā.
Piemēram, putniem olšūna ir tā olas daļa, ko parasti sauc par dzeltenumu. Vistas olas diametrs ir 3-3,5 cm, un tādās lieli putni, piemēram, strausi, - 10-11cm. Šīs olas ir pārklātas ar vairākām sarežģītas struktūras membrānām (olbaltumvielu slānis, apakščaumalas un čaumalas membrānas u.c.), kas nodrošina normālu embrija attīstību.
Saražoto olu skaits parasti ir daudz mazāks nekā spermatozoīdu skaits. Piemēram, sieviete dzīves laikā nogatavinās apmēram 400 olas.
Aprakstīta augu vīrišķo un sievišķo dzimumšūnu uzbūve.
Olu un spermas attīstība
Dzimumšūnu nobriešanu un attīstību sauc gametoģenēze. Dzīvniekiem un cilvēkiem tas notiek dzimumdziedzeros: olšūnas attīstās olnīcās, bet spermas - sēkliniekos.
Attīstības stadijas
Vīriešu dzimumšūnu (spermatoģenēze) un sieviešu dzimumšūnu (ovogenēze) attīstības procesiem ir vairākas līdzīgas iezīmes. Ir trīs dažādi posmi gan olnīcās, gan sēkliniekos:
- Reprodukcijas stadijas;
- augšanas stadijas;
- dzimumšūnu nobriešanas stadijas.
Ieslēgts pirmais posms spermatogonija un oogonija (šūnas - spermas un olšūnu prekursori) vairojas un palielinās to skaits.
Vīriešiem spermatogonijas mitotiskā dalīšanās sākas pubertātes laikā un turpinās gadu desmitiem. Sievietēm oogonijas dalīšanās notiek tikai viņu dzīves embrionālajā periodā un beidzas pirms dzimšanas. Dzīvniekiem šo šūnu dalīšanās ir atkarīga no vairošanās laika un periodiem.
In otrais posms spermatogonija un oogonija pārstāj vairoties, sāk augt un palielināties, pārvēršoties primārajos spermatocītos un oocītos. Īpaši ievērojami palielinās olšūnu izmērs. Piemēram, vardēm olšūnas lineārie izmēri ir 2 tūkstošus reižu lielāki nekā oogonijas izmēri. Tas ir saistīts ar faktu, ka tie uzkrāj barības vielas, kas nepieciešamas embrija attīstībai.
Vissvarīgākās izmaiņas notiek, kad ir ieslēgtas nākamās dzimumšūnas trešais posms nobriešana. Šeit parādās arī būtiskas atšķirības starp spermatozoīdu un ooģenēzi. Šajā zonā primārie oocīti dalās divreiz ar mejozi. Pirmā meiotiskā dalīšanās laikā veidojas liels sekundārais oocīts un maza šūna, primārais polocīts (pirmais polārais jeb vadošais ķermenis).
Otrās meiotiskās dalīšanās laikā sekundārais oocīts tiek sadalīts lielā nenobriedušajā olšūnā un mazā sekundārajā polocītā (otrais polārais ķermenis). Primārais polocīts var arī sadalīties vēl divos polocītos.
Tādējādi divu meiotisko dalījumu rezultātā viens primārais oocīts rada 4 šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu - nenobriedušu dzimumšūnu (kas pārvēršas par nobriedušu olšūnu) un trīs polocītus, kas pēc tam mirst.
Spermatoģenēzes laikā arī primārais spermatocīts nobriešanas zonā divreiz sadalās ar mejozi. Bet šajā gadījumā parādās 4 identiski haploīdi spermatīdi. Pēc tam sarežģītu transformāciju rezultātā (formas izmaiņas, astes attīstība) tie pārvēršas nobriedušā spermā.
Mēslošana
Mēslošana ir spermas un olšūnas kodolu saplūšanas un diploīdu hromosomu kopas atjaunošanas process. Apaugļotu olu sauc par zigotu. Zigota veidošanās notiek tikai tad, kad spermatozoīdi iekļūst olšūnā.
Šis process dažādos organismos tiek veikts atšķirīgi. Zīdītājiem spermas iekļūšanu olā pavada tās čaumalas izšķīšana ar dažādu spermas izdalīto fermentu palīdzību. Daudzu kukaiņu olām ir blīvs apvalks, un spermatozoīdi iekļūst caur maziem caurumiem. Dažas ūdens organismi Uz olšūnas virsmas saskares vietā ar spermu veidojas mazs uztverošs tuberkulozes slānis, kas pēc tam tiek ievilkts uz iekšu kopā ar spermu.
Parasti olšūnas citoplazmā iekļūst tikai spermas galva ar mitohondrijiem un centriolu, un aste paliek ārpusē. Galvas apvalks izšķīst, kodols sāk uzbriest, līdz sasniedz olas kodola izmēru. Tad abi kodoli tuvojas un beidzot saplūst.
Dažreiz vairāki spermatozoīdi iekļūst olšūnā vienlaikus, bet tikai viens no tiem saplūst ar kodolu. Zigotā visas hromosomas tiek savienotas pāros: katrā homologo hromosomu pārī viena hromosoma pieder olšūnai, otra - spermai. Šim fenomenam ir liela nozīme evolūcijā. Organismam, kas attīstās no zigotas, ir liels kombinēto mainīgumu diapazons, un līdz ar to lielākas iespējas pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem.
Raksturīgs ziedošiem augiem.
Proģenēze - vīriešu un sieviešu reproduktīvo šūnu veidošanās, attīstība un nobriešana.
Dzimuma šūnas- gametām, atšķirībā no somatiskajām, ir haploīds hromosomu komplekts. Tiek sauktas visas gametu hromosomas, izņemot vienu dzimuma hromosomu autosomas, seksuāla gonosoma.
Vīriešu reproduktīvās šūnas ir dzimuma hromosomas X vai Y.
Sieviešu reproduktīvās šūnas tikai X.
Diferencētām gametām ir zems vielmaiņas līmenis un tās nav spējīgas vairoties.
Vīriešu reproduktīvās šūnas
Vīriešu reproduktīvās šūnas - spermatozoīdi (spermas šūnas) attīstās līdz vairākiem tūkstošiem miljonu. Tie ir maza izmēra (apmēram 70 mikroni cilvēkiem) un spēj aktīvi kustēties ar ātrumu 30-50 mikroni/sek. Spermas ir karogveidīga forma.
¨Spermas veidošanās un nobriešanas process - spermatoģenēze.
Spermas struktūra
Sperma sastāv no divām daļām: 1) galvas; 2) aste.
Galva Spermatozoīds (caput spermatozoidi) satur mazu blīvu kodolu ar haploīdu hromosomu kopumu. Cilvēkiem ir raksturīga 22 autosomu un 1 dzimumhromosomas (gonosomas) klātbūtne kodolā. Atkarībā no tā, ko dzimuma hromosoma ir spermas kodols X vai Y, tos iedala divos veidos:
1) androspermija - satur Y hromosomas,
2) ginekospermija - satur X hromosomas.
¨Kodolam raksturīgs augsts saturs nukleoprotamīni Un nukleohistoni. Kodola priekšējā daļa ir pārklāta ar plakanu maisiņu, kas veidojas piesegt spermu. Uz vāciņa priekšējā pola ir akrosoms(no grieķu acros — augšdaļa; soma — ķermenis). Abi veidojumi (vāciņš un akrosoma) ir Golgi kompleksa atvasinājumi.
Acrosome satur fermentu komplektu, starp kuriem ir svarīga vieta hialuronidāze Un proteāzes(tripsīns), kas spēj izšķīdināt olas membrānas.
Galva no ārpuses ir pārklāta ar šūnu membrānu.
Aste(feagellum) spermatozoīdi sastāv no:
a) savienojošā daļa (kakls), ko veido divas centioles - proksimālā un distālā, no distālās rodas aksiālā vītne (aksonēma);
b) starpdaļa, ko veido divi centrālie un 9 pāri perifēro mikrotubulu, ko spirālē ieskauj mitohondriji (mitohondriju apvalks);
c) galvenā daļa, kas pēc struktūras atgādina skropstu. Apkārt smalks fibrilārais apvalks;
d) gala daļa, kurā ir atsevišķi kontraktilie pavedieni.
Tāpat kā galva, aste ir pārklāta ar šūnu membrānu.
Spermas funkcijas
1. Olas apaugļošana. Ar astes palīdzību spermatozoīdi spēj kustēties noteiktā virzienā, ko nosaka specifiskas olšūnas izdalītās vielas - gynogamons.
2. Reaģēt uz ķīmiskiem kairinātājiem - ķemotakss.
3. Var kustēties pret šķidruma plūsmu - reotaksē.
4. Saglabājiet spēju mēslot iekšā optimālos apstākļos 36-88 stundu laikā.
5. Optimāli apstākļi ir nedaudz sārmaina vide.
Sieviešu reproduktīvās šūnas
Sieviešu reproduktīvās šūnas - olas (ovocīti). Veidojas olnīcās. Daudzums – vairāki simti nobriest cilvēka vai zīdītāja dzīves laikā. Abiniekiem un zivīm var būt vairāki desmiti tūkstošu.
Olu ir sfēriska forma, izmēri svārstās no vairākiem mikroniem līdz vairākiem cm Olām raksturīgs liels citoplazmas tilpums un dzeltenuma klātbūtne. Turklāt olām nav spēju patstāvīgi pārvietoties.