Gametogenese: Gametogeneseprocessen: Spermatogenese og oogenese
Læs denne artikel for at lære om spermatogenese, oogenesis dannelse, ægtyper og gametogeneseprocessen!
Gametogenese er den proces, hvormed manlige og kvindelige kønsceller eller gameter, dvs. sædceller og æg, dannes henholdsvis hos han- og hunkoncentrationerne (testikler og æggestokke).
Gameterne adskiller sig fra de somatiske celler, idet deres kerne indeholder halvdelen af antallet af kromosomer (haploid), der findes i kernerne i somatiske celler. Meiosis udgør den vigtigste del af processen med gametogenese. Gametogenese til dannelse af spermier betegnes som spermatogenese, medens den af ova kaldes oogenese.
I. Spermatogenese:
Spermatogenese forekommer i testes seminøse tubuli. Den germinale epitel af de semifinale tubuli består stort set af kuoidale primære kimceller og somatiske celler kaldet Sertoli-celler (sygeplejerskeceller). Spermatogenese omfatter dannelse af spermatider og spermatozoer.
I. Dannelse af spermatider:
Det omfatter følgende faser:
(a) Multiplikationsfase:
De udifferentierede primordiale kimceller undergår gentagne mitotiske opdelinger og producerer spermatogoni. Hvert spermatogonium er diploid (2N).
b) vækstfase:
I denne fase vokser de spermatogoniale celler aktivt til en større primær spermatocyt ved at opnå næring fra plejecellerne.
c) modningsfase:
Hver primær spermatocyt gennemgår to på hinanden følgende division, kaldet modning division. Den første modning division er meiotisk. Derfor fordeler den primære spermatocyt i to haploide datterceller kaldet sekundære spermatocytter. Begge sekundære spermatocytter gennemgår nu en anden modning divisjon, der er mitotisk i naturen for at danne fire haploide spermatider. E Dannelse af spermatozoer (spermiogenese).
Omdannelsen af spermatider til spermatozoer hedder spermiogenese eller spermateliosis. Spermatozoa er senere kendt som sædceller. Under denne fase undergår spermatider modifikation i form og ændringer i den relative position. Ændringerne kan opsummeres som under:
Ændringer i kernen:
Kernen mister vand fra atomkæden, krymper og antager forskellige former i de forskellige dyr. RNA-indholdet af kernen og nukleolus reduceres kraftigt. DNA'et bliver mere koncentreret, og chromatinmaterialet bliver tæt pakket i lille volumen.
Acrosom dannelse:
Akrosomet forekommer på den forreste side af sædkernen og indeholder proteaseenzymer, der hjælper dets let penetration inde i ægget. Akrosomet er afledt af Golgi-komplekset af et spermatid.
Haleformation:
Spermatids centrosom består af to centrioler. Under spermiogenese bliver de to centrioles af spermatiderne arrangeret efter hinanden bag kernen. Den forreste er kendt som den proximale centriol, og den bageste er kendt som den distale centriol og den basale del af den aksiale filament forekommer i midterstykket af spermatozoer. Spermatidernes mitokondrier smelter sammen og drejer spiral rundt om den aksiale filament.
II. oogenesen:
Det forekommer i æggestokkene (kvindelige gonader). Oogenesen er afsluttet i de følgende tre successive faser:
(a) Multiplikationsfase:
Til oogenese bliver nogle celler af germinal epithel stor størrelse og multipliceres mitotisk fra en population af ægmoderceller eller øjoner. Ægonierne projiserer nu i æggestokens strom som en snor, æggetrøret af Pfluger, som senere bliver en rund masse, ægget.
En celle i æggestok vokser og bliver den primære oocyt, som er fremtiden for æg. Andre øjne i nestet danner follikulært epitel, rundt om den primære oocyt for at beskytte og nære det. Den således dannede struktur kaldes æggestok (graffian) follikel.
b) vækstfase:
Oogenesens vækstfase er forholdsvis længere end vækstfasen af spermatogenese. I denne fase øges størrelsen af den primære oocyt enormt. Oocytens cytoplasma bliver rig på RNA, DNA, ATP og enzymer.
Mitokondrier, Golgi-apparater, ribosomer osv. Bliver koncentreret i cytoplasmaet af oocyten. Kernen bliver også stor på grund af den øgede mængde nukleoplasma og kaldes germinal vesikel. Når væksten af cytoplasma og kernen i den primære oocyt er afsluttet, bliver den klar til modningsfasen.
c) modningsfase:
Hver primære oocyt gennemgår to modning division, første meiotiske og den anden meiotiske. I den første meiotiske division deler den primære oocyt sig i to meget ulige haploide datterceller - en stor sekundær oocyt og en meget lille første polar krop eller polocyt. I den anden modning division kan det første polære legeme opdele til dannelse af to sekundære polære kroppe.
Den sekundære oocyt opdeles igen i to ulige datterceller, en stor ootid og en meget lille anden polar krop. Ootiden vokser til et funktionelt haploidt æg. Således dannes der fra et øjonium et æg og tre polære kroppe. Ægget er den faktiske kvindelige gamete. De polære kroppe deltager ikke i reproduktionen og dermed snart degenereret.
Differentiering af æg:
Følgende ændringer opstår under differentiering af oocyt i æg:
(i) Ændringer i kernen:
Kernen i oocyten forstørres hovedsageligt på grund af produktionen af en stor mængde kernesaft. I oocytter af nogle dyr (f.eks. Amfibier, krybdyr, fugle mv.) Fremkommer lampbrush-kromosomer. Nukleolus af en voksende oocyt øges meget i størrelse.
(ii) Ændringer i cytoplasma:
(a) Mitokondrier er færre i unge oocytter, men øger antallet i løbet af oocytens vækst.
(b) Golgi kroppe. I modne oocytter forsvinder de sommetider fuldstændigt. Det indikerer, at Golgi-kroppe ændres til nogle andre strukturer.
(c) Endoplasmisk Retikulum (ER). I modne oocytter har membranerne af ER normalt ikke ribosomer, men er perforeret af porer.
(d) Cortiske granuler. Disse er sfæriske legemer omgivet af en simpel membran og indeholder sure mucopolysaccharider. I modne oocytter finder dannelse af kortikale granulater sted.
(e) Vitellogenese. Syntese af æggeblomme i de primære oocytter hedder vitellogenese. I fisk og amfibier finder vitellogenese sted inden for modificerede mitokondrier. I andre hvirveldyr syntetiseres æggeblommen ikke i oocytterne, men fremstilles i leveren af kvindens legeme. Det transporteres derefter i en opløselig form via blod til follikelcellerne af oocytterne, hvor den endelig deponeres i form af æggeblommer eller æggeblodplader.
Ovum eller æg:
Den modne æg eller kvindens gamete er kugleformet. Dens cytoplasma hedder ooplasm indeholdende stor kerne, betegnet germinal vesikel. Kernen indeholder en fremtrædende nukleolus. Cytoplasma er omsluttet af en cellemembran (plasmamembran).
Membranen danner overfladen af et æg, kaldes vitellinmembranen (det er den primære ægmembran, fx i insekter, bløddyr, amfibier og fugle). I sækdyr og fisk er vitellinmembranen kendt som chorionen. De pattedyr æg indeholder lignende membran og i dem er kendt som zona pellucida.
Et smalt perivitellinrum er til stede mellem zona pellucida og plasmamembranen. Sekundære ægmembraner udskilles af æggestokkene omkring de primære ægmembraner. De er sammensat af chitinous skaller i insekter, ascidianer og cyklostomer eller gelcoat i amfibier.
De tertiære ægmembraner udskilles af ovidukten eller livmoderen, f.eks. Gelé, der beskytter ægget af knogler og amfibier og albuminer (æggehvide), skalmembraner og den yderste kalkholdige porøse skal af æg af krybdyr og fugle. Den side af ægget, der ekstruderer polære kroppe, betegnes dyrestangen. Den modsatte side kaldes vegetabilsk pole.
Typer af æg:
A. Baseret på mængden af æggeblomme er æggene af følgende typer:
(i) mikrolecitale æg:
De indeholder meget lille mængde æggeblomme, f.eks. Æg af søpindsvin, tunicates, amphioxus. I pungdyr (kænguru) og eutheriske pattedyr (mand) æg indeholder meget lille mængde æggeblomme og derfor kaldes disse æg alecithal (næsten fri for æggeblomme).
ii) Mesolecitale æg:
Disse æg indeholder moderat mængde æggeblomme, fx æg af Petromyzon (lamprey), lungfisk, frøer og padder.
(iii) Macrolecithale æg:
De indeholder en stor mængde æggeblomme, fx æg af insekter, hajer, knogler, reptiler, fugle og prototeriske pattedyr.
B. Baseret på fordelingen af æggeblomme i cytoplasmaet er æg af følgende typer:
(i) Homolecithægg:
Æggeblommen er ensartet fordelt over åblasm (æggets cytoplasma), f.eks. Æg af pighuder og potochordater.
(ii) telolecitale æg:
Gulvet er koncentreret i den vegetale halvdel, for eksempel æg af amfibier.
(iii) Meiolecithale æg:
Æggeblommen er meget stor, som optager næsten hele åbenlasmen, hvilket kun giver et lille skivelignende område af cytoplasma til kernen f.eks. Æg af krybdyr, fugle og æglægning af pattedyr.
(iv) Centrolecithaleæg:
Æggeblommen er lokaliseret i midten, f.eks. Æg af insekter.
