Typen gametogenese: spermatogenese en oogenese

Gametogenese is het proces van vorming en differentiatie van haploïde gameten (sperma en eicellen) uit de diploïde primaire kiemcellen, gametogonia (spermatogonia en oogonia) die aanwezig zijn in primaire geslachtsorganen, gonaden genoemd (testes bij respectievelijk mannelijke en eierstokken bij vrouwen).

Gametogenese is van twee soorten:

I. Spermatogenese en

II. Oogenesis.

I. Spermatogenese (figuren 3.13 A en 3.14):

Definitie:

Het is de vorming van haploïde, microscopische en functionele mannelijke gameten, spermatozoa van de diploïde voortplantingscellen, spermatogonia, aanwezig in de teelballen van het mannelijk organisme.

Periode:

Bij de seizoensfokdieren ondergaan de teelballen een testiculaire cyclus waarbij de teelballen en hun spermatogeen weefsel alleen in het specifieke broedseizoen functioneel worden. Dus in sommige seizoensgebonden fokdieren, zoals vleermuizen, otter en lama, worden de teelballen groter, worden ze functioneel en dalen ze af naar het scrotum in het broedseizoen, omdat ze zwaarder worden door accumulatie van sperma, terwijl ze worden verminderd, niet-functioneel en opstijgen naar de buik in andere seizoenen.

Maar bij de mens, de leeuw, de stier, het paard, enz. Liggen de teelballen permanent in het scrotum en komt de spermatogenese het hele jaar door voor. Bij de man van de mens dalen de teelballen af in de respectieve scrotumzakjes tijdens de zevende ontwikkelingsmaand onder de stimulatie van FSH van adenohypofyse.

Maar bij sommige zoogdieren, bijv. Olifant, echidna, dolfijn, walvis, zeehond enz., Liggen de teelballen permanent in de buik (intra-abdominaal), voornamelijk vanwege de aanwezigheid van blubber (dikke vetlaag onder de huid). Spermatogenese is een continu proces en is in ongeveer 74 dagen voltooid.

Mechanisme:

Spermatogenese is verdeeld in twee delen:

A. Vorming van spermatid:

Het is verdeeld in drie fasen:

1. Multiplicatieve of mitotische fase:

Het betreft de snelle mitotische deling van diploïde primaire of oorspronkelijke kiemcellen, gonocyten genoemd, aanwezig in kiemepitheel van de seminiferale tubuli van de teelballen. Deze cellen zijn ongedifferentieerd en hebben een grote en chromatine-rijke kern.

Dit vormt een groot aantal diploïde en afgeronde spermacellen, spermatogonia (gr. Sperma = seed; gone = nakweek). Elke spermatogonial cel heeft een diameter van ongeveer 12 uur en heeft een prominente kern. Sommige spermatogonia werken als stamcellen (Type Type spermatogonia) en gaan door nieuwe mitotische delingen delen en nieuwe cellen toevoegen, waardoor spermatogene afstamming ontstaat, maar sommige spermatogonia bewegen naar binnen en gaan de groeifase in (genaamd Type B spermatogonia).

2. Groeifase:

Het wordt gekenmerkt door spermatocytogenese waarbij een diploïde spermatogonium in omvang (ongeveer twee keer) toeneemt door de accumulatie van voedingsstoffen (afkomstig van kiemcellen en niet gesynthetiseerd) in het cytoplasma en replicatie van DNA, en vormt diploïde primaire spermatocyt. Voedingsstoffen zijn afkomstig van kiemcellen. Tijdens dit proces bereidt de primaire spermatocyt zich voor op het binnengaan van meiose. De groeifase van spermatogenese is van veel kortere duur dan die van oogenese.

3. Rijping of Meiotische fase:

Het wordt gekenmerkt door meiose. De diploïde primaire spermatocyt ondergaat meiose-I (reductie of heterotypische verdeling) en vormt twee haploïde cellen die secundaire spermatocyten worden genoemd, die elk 23 chromosomen bevatten.

Het wordt onmiddellijk gevolgd door meiose-II (equationele of homotypische verdeling) in elke secundaire spermatocyt om twee haploïde spermatiden te vormen, die elk 23 chromosomen hebben. Dus elk diploïde spermatogonium produceert 4 haploïde spermatiden. Verschillende stadia van spermatogenese zijn onderling verbonden door cytoplasmatische strengen tot spermiogenese wanneer de rijpende en onderling verbonden gameten van elkaar zijn gescheiden.

B. Spermiogenese (Fig. 3.15):

De transformatie van een niet-beweeglijk, afgerond en haploïde spermatid in een functioneel en beweeglijk spermatozoön wordt spermiogenese of spermioteliose genoemd. Het belangrijkste doel is de beweeglijkheid van het sperma te vergroten door het gewicht en de ontwikkeling van de locomotiefstructuur te verminderen.

Het gaat om de volgende veranderingen:

1. Nucleus wordt gecondenseerd, smal en anterieur gericht vanwege het verlies van materialen zoals RNA's, nucleolus en de meeste van zure eiwitten.

2. Een deel van Golgi-lichaam van spermatid vormt het acrosoom, terwijl het verloren deel van het lichaam van Golgi Golgi-rust wordt genoemd.

3. Centriolen van spermatid vormen de hals van sperma.

4. Distaal centriol veroorzaakt axoneme.

5. Mitochondriën vormen een spiraalvormige ring achter de nek rond de distale centriolus en het proximale deel van axoneme. Dit wordt nebenkern genoemd.

6. Het meeste cytoplasma is verloren gegaan, maar een deel van het cytoplasma vormt een omhulsel van de staart van het sperma.

De spermatiden groeien uit tot spermatozoa in diepe vouwen van het cytoplasma van de Sertoli-cellen (verpleegcellen) die ook voeding voor hen bieden. Rijpe spermatozoa komen vrij in het lumen van tubuli seminiferi, de zogenaamde spermiatie. De twee teelballen van jongvolwassenen vormen elke dag ongeveer 120 miljoen sperma.

Veranderingen in spermatid om sperma te vormen tijdens spermiogenese.

Structuur van spermatid

Veranderingen in het sperma

1. Nucleus

2. Golgi-complex

3. Distale centriol

4. Mitochondriën

5. Cytoplasm

Krimp en langwerpig.

Veranderingen in acrosome.

Vormt een axiale draad van spermastaart.

Vorm mitochondriale spiraal van omhulsel genaamd nebenkem.

Over het algemeen verloren behalve een dunne schede genaamd manchette.

Controle:

Bij de mens begint de spermatogenese pas op de leeftijd van de puberteit vanwege de verhoogde uitscheiding van gonadotropine vrijmakend hormoon (GnRH) uit de hypothalamus van de hersenen. GnRH stimuleert adenohypophysis om twee gonadotropines uit te scheiden: FSH en ICSH. ICSH stimuleert de Leydig-cellen van de testis om mannelijke geslachtshormonen, de androgenen, uit te scheiden, waarvan het belangrijkste testosteron is.

Testosteron stimuleert de spermatogenese, met name spermiogenese. FSH stimuleert de Sertoli-cellen van testis om bepaalde factoren die helpen bij het proces van spermatogenese uit te scheiden. Het wordt fysiologische controle genoemd.

Types:

Bij de mens en bij een groot aantal andere dieren met XY-mechanisme bij mannen, zijn er twee soorten sperma: 50% gynaepermonen met X-chromosoom en 50'X) Androsperms met Y-chromosoom.

Betekenis:

(een) Produceert haploïde spermacellen.

(B) Oversteken kan plaatsvinden tijdens meiose-I, dus het produceren van variaties.

II. Oogenese (Fig. 3.13 B):

Definitie:

Het gaat om de vorming van haploïde vrouwelijke gameten die eicellen worden genoemd, uit de diploïde ei-moedercellen, de ovoomonia, van de eierstokken van het vrouwelijke organisme. Het gaat om 2 biologische processen: Genetische programmering en verpakking.

Periode:

Periode van oögenese is verschillend in verschillende dieren. Bij de vrouwelijke man zijn er ongeveer 1700 primaire geslachtscellen in de ongedifferentieerde vrouwelijke gonade na één maand foetale ontwikkeling. Deze prolifereren om ongeveer 600.000 oogonia te vormen op twee maanden van de draagtijd en tegen de 5e maand bevatten de eierstokken meer dan 7 miljoen oogonia; echter, velen ondergaan atresie (degeneratie van kiemcellen) vóór de geboorte. Op het moment van de geboorte zijn er 2 miljoen primaire follikels, maar 50% daarvan zijn atretisch.

Atresia gaat door en op het moment van de puberteit bevat elke eierstok slechts 60.000-80.000 primaire follikels. Oogenese wordt pas voltooid na het begin van de puberteit en slechts één van de 500 wordt door FSH gestimuleerd om te rijpen. Dus oogenese is een discontinu en verspillend proces.

Mechanisme:

Net als de spermatogenese wordt oogenese gevormd uit drie fasen:

1. Multiplicatieve fase:

Hierin ondergaan bepaalde primaire kiemcellen (groter in omvang en met grote kernen) van kiemepitheel van eierstokken snelle mitotische delingen om groepen diploïde eimoedercellen, ovoomonia, te vormen. Elke groep is in eerste instantie een akkoord en wordt een eierkoker van ploegen genoemd die later een afgeronde massa, eiernest (Fig. 3.13 B) vormt.

2. Groeifase:

De groeifase van oögenese is van zeer lange duur dan die van spermatogenese, bijvoorbeeld slechts drie dagen in Drosophila, 6-14 dagen in de kip, 3 jaar in de kikker en vele jaren (12-13 jaar) bij de vrouw. Tijdens de groeifase wordt één oogonium van eiernest getransformeerd in diploïde primaire oöcyt terwijl andere oogonia van het eierest een enkellagig, voedzaam folliculair epitheel eromheen vormen.

De aldus gevormde structuur wordt primaire follikel genoemd. Later wordt elke primaire follikel omringd door meer lagen granulosale cellen en verandert deze in de secundaire follikel. Binnenkort ontwikkelt de secundaire follikel een met vocht gevulde antrumholte, antrum genaamd, en wordt tertiaire follikel genoemd. Het verandert verder om Graafse follikel te vormen. Dus niet alle ogonia ontwikkelen zich verder.

De groeifase omvat:

(a) Toename in grootte van oöcyt (2000 maal in kikker, 43 maal in muis, 90.000 maal in Drosophila, 200 maal in kip en ongeveer 200 maal in menselijke vrouw) door de vorming en ophoping van dooier (vitellogenese) door een speciaal mitochondriaal wolk die dicht bij de kern ligt en dooierkern wordt genoemd.

(b) Nucleus wordt opgeblazen door nucleoplasma en wordt kiemblaasje genoemd.

(d) Toename van het aantal mitochondria, hoeveelheid ER en Golgi lichaam.

(e) Vorming van lampborstel-chromosomen in vissen, amfibieën, reptielen, vogels, insecten, enz. voor snelle dooiersynthese.

(f) Gene-amplificatie of redundantie van r-RNA-genen voor snelle synthese van r-RNA.

3. Rijpingfase:

Het wordt gekenmerkt door meiose. Hierin ondergaat de diploïde en volledig gegroeide primaire oöcyt meiose-I (reductiedeling) om twee ongelijke haploïde cellen te vormen. De kleinere cel wordt het eerste polaire lichaam (Polocyte) genoemd en heeft een zeer kleine hoeveelheid cytoplasma. De grotere cel wordt secundaire oöcyt genoemd en heeft het grootste deel van het nutriëntenrijke cytoplasma. Beide zijn haploïden en hebben elk 23 chromosomen.

Secundaire eicel ondergaat meiose-II (equationele verdeling) om twee ongelijke haploïde cellen te vormen. De kleinere cel wordt het tweede polaire lichaam genoemd en heeft heel weinig cytoplasma, terwijl de grotere cel ootide wordt genoemd. Het heeft bijna geheel cytoplasma en differentieert tot een eicel. Ondertussen kan het eerste polaire lichaam in twee delen.

Dus in de oögenese vormt een diploïde oogonium één haploïde eicel en twee of drie polaire lichamen, terwijl in spermatogenese een diploïde spermatogonium vier haploïde spermacellen vormt. De primaire functie van de vorming van polaire lichamen is om haploïdie te brengen, maar om het hele cytoplasma in één eicel te behouden om voedsel te verschaffen tijdens de ontwikkeling van zygoten om een embryo te vormen. Het aantal eicellen wordt verminderd met het vermogen van het vrouwtje om ze te dragen en op te tillen.

Bij de meeste organismen, inclusief menselijke vrouwen, vindt de ovulatie plaats in het secundaire oöcytstadium waarin meiose-I is voltooid en het eerste polaire lichaam is vrijgegeven. Meiosis-II is alleen voltooid op het moment dat het sperma wordt binnengebracht.