Спермиогенез

Процесс сперматогенеза . 1. Первичный сперматоцит 2. Вторичные сперматоциты 3. Сперматиды 4. Сперматозоиды

Спермиогенез — заключительная стадия сперматогенеза , во время которой сперматиды превращаются в зрелые сперматозоиды . В начале стадии сперматида представляет собой более или менее круглую клетку, содержащую ядро , аппарат Гольджи , центриоль и митохондрии ; к концу процесса он радикально трансформируется в удлиненный сперматозоид, имеющий головку, среднюю часть и хвост.

Фазы

Схема формирующихся субклеточных структур в мышиных сперматидах, показывающая формирование остаточного тела и акросомального колпачка.

Процесс спермиогенеза традиционно делят на четыре стадии: фазу Гольджи, фазу шапки, формирование хвоста и стадию созревания. ^[1]

Фаза Гольджи

Сперматиды радиально , которые до сих пор были в основном -симметричными , начинают приобретать полярность. На одном конце образуется головка, где аппарат Гольджи вырабатывает ферменты, которые станут акросомой . На другом конце у него образуется утолщенная средняя часть, где собираются митохондрии , и дистальная центриоль начинает формировать аксонему .

сперматид ДНК также подвергается упаковке, становясь сильно конденсированной. ДНК сначала упаковывается специфическими основными ядерными белками, которые впоследствии заменяются протаминами во время элонгации сперматид. Образующийся плотно упакованный хроматин транскрипционно неактивен.

Фаза кепки/акросомы

Аппарат Гольджи окружает конденсированное ядро, образуя акросомальный колпачок .

Обратите внимание, как хвостики сперматозоидов направлены внутрь. Эта ориентация происходит во время акросомальной фазы.

Формирование хвоста

Одна из центриолей клетки удлиняется и становится хвостом спермия. Этому удлинению способствует временная структура, называемая «манжетой».

На этом этапе развивающиеся сперматозоиды ориентируются так, что их хвосты направлены к центру просвета, вдали от эпителия.

Фаза созревания

Избыточная цитоплазма , известная как остаточные тельца Рего , ^[2] Фагоцитируется окружающими клетками Сертоли в семенниках .

Спермиация

Зрелые сперматозоиды высвобождаются из защитных клеток Сертоли в просвет семенных канальцев процесс, называемый спермиацией , после чего происходит , который удаляет оставшуюся ненужную цитоплазму и органеллы . ^[3]

Полученные сперматозоиды уже созрели, но лишены подвижности, что делает их стерильными. Неподвижные сперматозоиды транспортируются к придатку яичка в тестикулярной жидкости, секретируемой клетками Сертоли, с помощью перистальтического сокращения .

Находясь в придатке яичка, они приобретают подвижность. Однако транспорт зрелых сперматозоидов через остальную часть мужской репродуктивной системы достигается за счет сокращения мышц, а не за счет подвижности сперматозоидов. Гликопротеиновая оболочка акросомы не позволяет сперматозоидам оплодотворить яйцеклетку до прохождения через мужские и женские репродуктивные пути. Капацитация спермы ферментами FPP (пептид, способствующий оплодотворению, вырабатываемый в предстательной железе) и гепарином (в женских половых путях) удаляет эту оболочку и позволяет сперме связываться с яйцеклеткой. ^{[ нужна ссылка ]}^[4]

Целостность генома

Во время спермиогенеза, гаплоидной постмейотической стадии гаметогенеза у самцов, возникает несколько фундаментальных проблем. ^[5]

После завершения двух мейотических делений хроматиды становятся уязвимыми для двухцепочечных повреждений ДНК , поскольку для точного восстановления таких повреждений обычно требуется наличие сестринской хроматиды или гомологичной хромосомы , но теперь они недоступны в течение длительных периодов времени, т. е. дней или недель. ^[5]
Геном сперматозоидов не может подвергаться транскрипции во время спермиогенеза, что препятствует его способности реагировать на новые вызовы, такие как повреждение ДНК. ^[5]
В связи с правильной упаковкой генома для создания зрелых зародышевых клеток происходит переход от связывания белка- гистона к связыванию белка- протамина , и этот переход связан с образованием двухцепочечных разрывов ДНК. ^[5]

Как преодолеваются эти проблемы, до сих пор не совсем понятно.

Ссылки

^ ANAT D502 - Базовая гистология ^{[ нужна полная цитата ]}
^ «Остаток тела Рего» .
^ О'Доннелл, Лиза; Николлс, Питер К.; О'Брайан, Мойра К.; Маклахлан, Роберт И.; Стэнтон, Питер Г. (2011). «Спермиация» . Сперматогенез . 1 (1): 14–35. дои : 10.4161/spmg.1.1.14525 . ПМК 3158646 . ПМИД 21866274 .
^ Фрейзер, Л.Р. (сентябрь 1998 г.). «Пептид, способствующий оплодотворению: важный регулятор функции сперматозоидов in vivo?» . Отзывы о репродукции . 3 (3): 151–154. дои : 10.1530/ror.0.0030151 . ISSN 1359-6004 . ПМИД 9829549 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Китаока М., Ямасита Ю.М. (декабрь 2024 г.). «Бежать сквозь строй: проблемы целостности генома в спермиогенезе» . Ядро . 15 (1): 2339220. дои : 10.1080/19491034.2024.2339220 . ПМЦ 11005813 . ПМИД 38594652 .

Внешние ссылки

Швейцарская эмбриология (от UL , UB и UF ) cgametogen/spermato05
Изображения и видео спермиогенеза - Университет Аризоны
Обзор на yale.edu

[1] ANAT D502 - Базовая гистология ^{[ нужна полная цитата ]}

[2] «Остаток тела Рего» .

[3] О'Доннелл, Лиза; Николлс, Питер К.; О'Брайан, Мойра К.; Маклахлан, Роберт И.; Стэнтон, Питер Г. (2011). «Спермиация» . Сперматогенез . 1 (1): 14–35. дои : 10.4161/spmg.1.1.14525 . ПМК 3158646 . ПМИД 21866274 .

[4] Фрейзер, Л.Р. (сентябрь 1998 г.). «Пептид, способствующий оплодотворению: важный регулятор функции сперматозоидов in vivo?» . Отзывы о репродукции . 3 (3): 151–154. дои : 10.1530/ror.0.0030151 . ISSN 1359-6004 . ПМИД 9829549 .

[Kitaoka2024-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Китаока М., Ямасита Ю.М. (декабрь 2024 г.). «Бежать сквозь строй: проблемы целостности генома в спермиогенезе» . Ядро . 15 (1): 2339220. дои : 10.1080/19491034.2024.2339220 . ПМЦ 11005813 . ПМИД 38594652 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]