Chia sẻ:
Giai đoạn phát sinh tinh trùng và đặc điểm của chúng
các sinh tinh Đó là một quá trình bao gồm sự hình thành tinh trùng từ các tế bào mầm (spermatogoniums). Xảy ra ở cá thể đực của sinh vật nhân chuẩn có khả năng sinh sản hữu tính.
Để quá trình này được thực hiện một cách hiệu quả, nó cần các điều kiện cụ thể, trong số đó: phân chia nhiễm sắc thể chính xác với các biểu hiện gen chính xác và môi trường nội tiết tố đầy đủ, để tạo ra số lượng lớn các tế bào chức năng.
Sự biến đổi của tinh trùng thành giao tử trưởng thành xảy ra trong quá trình trưởng thành sinh dục ở sinh vật. Quá trình này được kích hoạt bởi sự tích tụ của một số hormone như gonadotropin của tuyến yên, chẳng hạn như HCG (goradic gonadotropin ở người), có liên quan đến việc sản xuất testosterone..
Chỉ số
- 1 Sinh tinh trùng là gì??
- 1.1 Yếu tố di truyền liên quan
- 2 giai đoạn và đặc điểm của chúng
- 2.1 1. Pha tinh trùng
- 2.2 2. Giai đoạn tinh trùng
- 2.3 3. Pha tinh trùng
- 3 quy định nội tiết tố
- 3.1 Bón phân
- 4 Đặc điểm của tinh trùng
- 5 Sự khác biệt giữa sinh tinh và oogenesis
- 6 tài liệu tham khảo
Sinh tinh là gì??
Sự phát sinh tinh trùng bao gồm sự hình thành giao tử đực: tinh trùng.
Việc sản xuất các tế bào sinh dục này bắt đầu trong các ống tinh hoàn, nằm trong tinh hoàn. Những ống này chiếm khoảng 85% tổng khối lượng của các tuyến sinh dục và trong đó là các tế bào mầm chưa trưởng thành hoặc ống sinh tinh liên tục được phân chia theo nguyên phân..
Một số trong các ống sinh tinh này ngừng sinh sản và trở thành tế bào sinh tinh nguyên phát, bắt đầu quá trình phân bào để tạo ra mỗi cặp tế bào sinh tinh thứ cấp với điện tích nhiễm sắc thể hoàn chỉnh của chúng.
Sau đó hoàn thành giai đoạn thứ hai của bệnh teo cơ, cuối cùng tạo ra bốn tinh trùng với một nửa tải lượng nhiễm sắc thể (đơn bội).
Sau đó, họ trải qua những thay đổi về hình thái, tạo ra tinh trùng, được dẫn đến mào tinh hoàn nằm ở bìu bên cạnh tinh hoàn. Trong ống dẫn này, sự trưởng thành của các giao tử đã sẵn sàng để truyền gen của từng cá thể xảy ra.
Quá trình sinh tinh phụ thuộc vào sự điều hòa nội tiết tố và di truyền. Quá trình này phụ thuộc vào testosterone, vì vậy trong các ống mô là các tế bào chuyên biệt (tế bào Leydig) trong việc sản xuất hormone này.
Yếu tố di truyền liên quan
Một số gen quan trọng trong quá trình sinh tinh trùng là gen SF-1, hoạt động trong quá trình biệt hóa tế bào Leydig và gen SRY, xen kẽ vào sự biệt hóa của tế bào Sertoli và sự hình thành dây tinh hoàn. Các gen khác có liên quan đến quy định của quá trình này: RBMY, DBY, USP9Y và DAZ.
Loại thứ hai được tìm thấy trên nhiễm sắc thể Y. Nó hoạt động dựa trên mã hóa các protein liên kết RNA và sự vắng mặt của nó có liên quan đến vô sinh ở một số cá nhân.
Các giai đoạn và đặc điểm của chúng
Các tế bào mầm nguyên thủy (tế bào sinh dục) được hình thành trong túi noãn hoàng và di chuyển đến đỉnh sinh dục, phân chia giữa các tế bào Sertoli, do đó hình thành các ống mô. Gonocytes được tìm thấy bên trong, từ nơi chúng di chuyển đến màng tầng hầm để tạo ra các ống sinh tinh.
Sự tăng sinh của các tế bào mầm nguyên thủy và sự hình thành tinh trùng xảy ra trong quá trình phát triển phôi của cá thể. Ngay sau khi sinh, quá trình phân chia phân bào của các tế bào này dừng lại.
Quá trình sản xuất tinh trùng trưởng thành được chia thành ba giai đoạn: tinh trùng, sinh tinh và sinh tinh.
1. Pha tinh trùng
Khi thời kỳ trưởng thành tình dục của các cá nhân đến gần, sự gia tăng nồng độ testosterone sẽ kích hoạt sự tăng sinh của tinh trùng. Các tế bào mầm này phân chia để tạo ra một loạt các ống sinh tinh biệt hóa thành các tế bào sinh tinh nguyên phát.
Ở người, một số loại hình thái của tinh trùng được phân biệt:
Tinh trùng quảng cáo: Nằm bên cạnh các tế bào kẽ của ống lượn. Họ chịu sự phân chia phân bào tạo ra một cặp Quảng cáo loại mà lần lượt vẫn đang phân chia hoặc một cặp Ap loại.
Spermatogonios Ap: Họ theo dõi quá trình biệt hóa để tạo ra tinh trùng, phân chia liên tiếp theo nguyên phân..
Tinh trùng B. Sản phẩm của sự phân chia phân bào của tinh trùng Ap. Chúng thể hiện một nhân hình cầu và đặc thù là được kết nối với nhau bằng "cầu nối tế bào chất".
Chúng tạo thành một loại hợp bào tồn tại trong các giai đoạn tiếp theo, tách ra trong quá trình biệt hóa tinh trùng, khi tinh trùng được phóng thích trong lòng ống của ống tuỷ.
Sự kết hợp tế bào chất giữa các tế bào này cho phép sự phát triển đồng bộ của từng cặp tinh trùng và mỗi người có được thông tin di truyền đầy đủ cần thiết cho hoạt động của nó kể cả sau khi bị teo, các tế bào này vẫn tiếp tục phát triển.
2. Giai đoạn tinh trùng
Trong giai đoạn này, ống sinh tinh B đã được phân chia mitóticamente, tạo thành espermatocitos I (nguyên phát) nhân đôi nhiễm sắc thể của chúng, lý do tại sao mỗi tế bào mất hai trò chơi nhiễm sắc thể, mang gấp đôi lượng thông tin di truyền thông thường.
Sau đó, các phân chia meotic của các tế bào sinh tinh này được thực hiện, do đó vật liệu di truyền trong chúng trải qua quá trình khử cho đến khi chúng đạt được đặc tính đơn bội..
Nguyên phân
Trong phân chia meogen đầu tiên, các nhiễm sắc thể được ngưng tụ trong lời tiên tri và trong trường hợp của con người, 44 nhiễm sắc thể và hai nhiễm sắc thể (một X và Y), mỗi nhiễm sắc thể, được ngưng tụ..
Các nhiễm sắc thể tương đồng được ghép với nhau trong khi sắp xếp trên tấm xích đạo của metaphase. Những sắp xếp này được gọi là tetrads vì chúng có chứa hai cặp chromatids.
Các tetrad trao đổi vật liệu di truyền (lai chéo) bằng cách sắp xếp lại các nhiễm sắc thể trong một cấu trúc gọi là phức hợp synaptonemia.
Trong quá trình này, đa dạng hóa di truyền xảy ra khi thông tin được trao đổi giữa các nhiễm sắc thể tương đồng được thừa hưởng từ cha và mẹ, đảm bảo rằng tất cả các tinh trùng được sản xuất từ các tế bào sinh tinh là khác nhau.
Khi kết thúc giao thoa, các nhiễm sắc thể tách ra, di chuyển đến các cực đối diện của trục chính meo, "hòa tan" cấu trúc của các tetrads, các nhiễm sắc thể tái tổ hợp của mỗi nhiễm sắc thể còn lại với nhau.
Một cách khác để đảm bảo sự đa dạng di truyền liên quan đến cha mẹ là phân phối ngẫu nhiên các nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ cha và mẹ về phía cực của trục chính. Vào cuối phân chia meomon này, các tế bào sinh tinh II (thứ cấp) được sản xuất.
Meiosis II
Các tế bào sinh tinh thứ cấp bắt đầu quá trình phân bào thứ hai ngay sau khi chúng được hình thành, mà không tổng hợp DNA mới. Kết quả là, mỗi tế bào sinh tinh có một nửa điện tích nhiễm sắc thể và mỗi nhiễm sắc thể có một cặp nhiễm sắc thể chị em với DNA trùng lặp.
Trong metaphase, các nhiễm sắc thể được phân phối và sắp xếp trên tấm xích đạo và các nhiễm sắc thể tách biệt di chuyển về phía đối diện của trục chính meotic.
Sau khi tái cấu trúc màng nhân, các tinh trùng đơn bội thu được với một nửa số nhiễm sắc thể (23 ở người), một nhiễm sắc thể và một bản sao thông tin di truyền (DNA).
3. Giai đoạn tinh trùng
Spermiogenesis là giai đoạn cuối cùng của quá trình sinh tinh trùng và không có sự phân chia tế bào, nhưng những thay đổi về hình thái và trao đổi chất cho phép biệt hóa tế bào thành tinh trùng đơn bội trưởng thành.
Sự thay đổi tế bào xảy ra trong khi tinh trùng được gắn vào màng plasma của tế bào Sertoli và có thể được mô tả theo bốn giai đoạn:
Pha Golgi
Đó là quá trình mà bộ máy Golgi tạo ra acrosome, bằng cách tích lũy các hạt proacrosomal hoặc PAS (Peryodic acid-Schiff Reactive) trong các phức hợp Golgi.
Những hạt này mở vào một túi acrosome nằm bên cạnh nhân và vị trí của chúng xác định phần trước của tinh trùng.
Các trung tâm di chuyển về phía phần sau của ống sinh tinh, sắp xếp vuông góc với màng plasma và chế tạo các ống đôi tích hợp các vi ống của sợi trục ở đáy của lá cờ tinh trùng.
Giai đoạn nắp
Các túi acrosome phát triển và kéo dài trên phần trước của nhân tạo thành nắp acrosome hoặc acrosome. Trong giai đoạn này, hàm lượng hạt nhân bị ngưng tụ và một phần của hạt nhân nằm dưới lớp acrosome dày lên, mất đi lỗ chân lông.
Giai đoạn Acrosome
Các hạt nhân kéo dài từ tròn đến elip, và biểu mô được định hướng sao cho phần trước của nó bám vào các tế bào Sertoli hướng về phía đáy của các ống mô, trong đó hình thành của khuẩn lạc kéo dài..
Tế bào chất di chuyển theo hướng sau của tế bào và các vi ống tế bào chất tích tụ trong một vỏ bọc hình trụ (manchette) đi từ nắp acrosomal đến phần sau của tinh trùng..
Sau khi phát triển biểu mô, các trung tâm di chuyển trở lại nhân, bám vào một rãnh ở phần sau của nhân, từ đó chín sợi dày đến các vi ống của sợi trục xuất hiện; theo cách này, hạt nhân và lá cờ được kết nối. Cấu trúc này được gọi là vùng cổ.
Ty thể di chuyển về phía sau của cổ, bao quanh các sợi dày và được sắp xếp trong một vỏ xoắn ốc chặt chẽ tạo thành khu vực trung gian của đuôi của tinh trùng. Tế bào chất di chuyển để che phủ lá cờ đã được hình thành và "manchette" tan biến.
Giai đoạn trưởng thành
Tế bào chất dư thừa được thực bào bởi các tế bào Sertoli, tạo thành cơ thể còn sót lại. Cầu tế bào chất hình thành trong ống sinh tinh B vẫn còn trong các cơ thể còn lại, do đó, các ống sinh tinh được tách ra.
Cuối cùng, các tinh trùng được giải phóng khỏi các tế bào Sertoli, tự giải phóng trong lòng ống của ống dẫn tinh từ nơi chúng được vận chuyển qua các ống thẳng, tinh hoàn lại và các kênh tràn vào mào tinh hoàn..
Quy định nội tiết tố
Sự phát sinh tinh trùng là một quá trình được điều chỉnh một cách tinh vi bởi các hormone, chủ yếu là testosterone. Ở người, quá trình hoàn chỉnh được kích hoạt trong quá trình trưởng thành tình dục, bằng cách giải phóng ở vùng dưới đồi của hormone GnRH kích hoạt sản xuất và tích lũy các tuyến sinh dục tuyến yên (LH, FSH và HCG).
Các tế bào Sertoli tổng hợp các protein vận chuyển testosterone (PBL) bằng cách kích thích FSH và cùng với testosterone được giải phóng bởi các tế bào Leydig (được kích thích bởi LH), đảm bảo nồng độ hormone nói trên cao trong các ống mô..
Trong các tế bào Sertoli, estradiol cũng được tổng hợp, can thiệp vào sự điều hòa hoạt động của các tế bào Leydig.
Bón phân
Mào tinh hoàn kết nối với ống dẫn tinh kết thúc ở niệu đạo, cuối cùng cho phép tinh trùng thoát ra, sau đó tìm trứng để thụ tinh, hoàn thành chu kỳ sinh sản hữu tính.
Sau khi được thả ra, tinh trùng có thể chết trong vài phút hoặc vài giờ, tìm thấy một giao tử cái trước khi điều này xảy ra.
Ở người, khoảng 300 triệu tinh trùng được phóng thích trong mỗi lần xuất tinh trong quá trình giao hợp, nhưng chỉ có khoảng 200 con sống sót cho đến khi chúng đến khu vực nơi chúng có thể giao phối.
Tinh trùng phải trải qua một quá trình đào tạo trong đường sinh sản nữ, nơi chúng có được sự di động lớn hơn của lá cờ và chuẩn bị tế bào cho phản ứng của acrosome. Những đặc điểm này là cần thiết để thụ tinh cho noãn.
Đào tạo tinh trùng
Trong số những thay đổi mà tinh trùng thể hiện là sự biến đổi sinh hóa và chức năng, chẳng hạn như siêu phân cực của màng huyết tương, tăng pH tế bào, thay đổi lipid và protein, và kích hoạt các thụ thể màng cho phép chúng được nhận ra bởi zona pellucida tham gia.
Vùng này hoạt động như một hàng rào hóa học để tránh lai giữa các loài, vì không nhận ra các thụ thể cụ thể không thực hiện thụ tinh.
Các noãn có một lớp tế bào hạt và được bao quanh bởi nồng độ axit hyaluronic cao tạo thành một ma trận ngoại bào. Để thâm nhập vào lớp tế bào này, tinh trùng sở hữu enzyme hyaluronidase.
Khi tiếp xúc với zona pellucida, phản ứng của acrosome được kích hoạt, trong đó các nội dung của nắp acrosomal (như enzyme thủy phân) được giải phóng, giúp tinh trùng đi qua khu vực và tham gia màng plasma của noãn, giải phóng bên trong nó có nội dung tế bào chất, bào quan và nhân.
Phản ứng vỏ não
Ở một số sinh vật, sự khử cực của màng plasma của noãn xảy ra khi nó tiếp xúc với tinh trùng, ngăn không cho nhiều người thụ tinh..
Một cơ chế khác để ngăn ngừa chứng đa hồng cầu là phản ứng vỏ não, nơi các enzyme được giải phóng làm thay đổi cấu trúc của zona pellucida, ức chế glycoprotein ZP3 và kích hoạt ZP2, khiến vùng này không thể xâm nhập vào các tinh trùng khác.
Đặc điểm của tinh trùng
Giao tử đực có những đặc điểm khiến chúng rất khác biệt với giao tử cái và thích nghi cao để truyền gen của cá thể cho các thế hệ sau.
Trái ngược với noãn, các tế bào tinh trùng là những tế bào nhỏ nhất có trong cơ thể và có một lá cờ cho phép chúng di chuyển để đến giao tử cái (không có khả năng di động như vậy) để thụ tinh. Flagellum này bao gồm một cổ, khu vực trung gian, khu vực chính và khu vực thiết bị đầu cuối.
Ở cổ là các máy ly tâm, và ở khu vực trung gian là ty thể, chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng cần thiết cho sự di chuyển của chúng.
Nhìn chung, sản xuất tinh trùng rất cao, rất cạnh tranh trong số đó vì chỉ khoảng 25% sẽ thực sự thụ tinh cho một giao tử cái.
Sự khác nhau giữa sinh tinh và oogenesis
Sự phát sinh tinh trùng có những đặc điểm phân biệt nó với oogenesis:
-Các tế bào làm meiosis liên tục từ sự trưởng thành tình dục của cá thể, tạo ra mỗi tế bào bốn giao tử trưởng thành thay vì một.
-Tinh trùng trưởng thành sau một quá trình phức tạp bắt đầu sau khi bị teo.
-Để sản xuất một tinh trùng, số lần phân chia tế bào xảy ra gấp đôi so với sự hình thành của trứng.
Tài liệu tham khảo
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008).Sinh học phân tử của tế bào. Tập đoàn khoa học, Taylor và Francis.
- Creighton, T. E. (1999). Bách khoa toàn thư sinh học phân tử. John Wiley và Sons, Inc.
- Hill, R.W., Wyse, G.A., & Anderson, M. (2012). Sinh lý động vật. Nhà xuất bản Sinauer Associates, Inc..
- Kliman, R. M. (2016). Bách khoa toàn thư sinh học tiến hóa. Báo chí học thuật.
- Marina, S. (2003) Những tiến bộ trong kiến thức về phát sinh tinh trùng, ý nghĩa lâm sàng. Tạp chí sinh sản của người Bỉ. 20(4), 213-225.
- Ross, M. H., Pawlina, W. (2006). Mô học. Biên tập Panamericana Y tế.