stringtranslate.com

Спермиогенез

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

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

Фазы

Полная схема человеческого сперматозоида
Схема субклеточных структур в формирующейся сперматиде мыши, демонстрирующая формирование остаточного тельца и акросомального колпачка.

Процесс спермиогенеза традиционно делится на четыре стадии: фаза Гольджи, фаза колпачка, формирование хвоста и стадия созревания. [1]

фаза Гольджи

Сперматиды , которые до сих пор были в основном радиально-симметричными , начинают развивать полярность. Головка формируется на одном конце, где аппарат Гольджи создает ферменты, которые станут акросомой . На другом конце она развивает утолщенную среднюю часть, где собираются митохондрии , а дистальная центриоль начинает формировать аксонему .

ДНК сперматид также подвергается упаковке, становясь сильно конденсированной. ДНК сначала упаковывается с определенными ядерными основными белками, которые затем заменяются протаминами во время удлинения сперматид. Полученный плотно упакованный хроматин транскрипционно неактивен.

Фаза колпачка/акросомы

Аппарат Гольджи окружает уплотненное ядро, образуя акросомный колпачок .

Обратите внимание, как хвосты сперматозоидов направлены внутрь. Такая ориентация происходит во время акросомальной фазы.

Формирование хвоста

Одна из центриолей клетки удлиняется, чтобы стать хвостом сперматозоида. Временная структура, называемая «манжеткой», помогает в этом удлинении.

Во время этой фазы развивающиеся сперматозоиды ориентируются таким образом, что их хвосты направлены к центру просвета, в сторону от эпителия.

Фаза созревания

Избыточная цитоплазма , известная как остаточное тельце Рего [2] , фагоцитируется окружающими клетками Сертоли в яичках .

Спермизация

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

Полученные сперматозоиды теперь зрелые, но лишенные подвижности, что делает их стерильными. Неподвижные сперматозоиды транспортируются в придаток яичка в яичковой жидкости, выделяемой клетками Сертоли, с помощью перистальтического сокращения .

Находясь в придатке яичка, они приобретают подвижность. Однако транспортировка зрелых сперматозоидов через остальную часть мужской репродуктивной системы достигается посредством сокращения мышц, а не подвижности сперматозоида. Гликопротеиновая оболочка акросомы не позволяет сперматозоиду оплодотворить яйцеклетку до прохождения через мужские и женские репродуктивные пути. Капацитация сперматозоидов ферментами FPP (пептид, способствующий оплодотворению, вырабатываемый в предстательной железе) и гепарином (в женских репродуктивных путях) удаляет эту оболочку и позволяет сперматозоиду связываться с яйцеклеткой. [ необходима цитата ] [4]

Целостность генома

Во время спермиогенеза, гаплоидных постмейотических стадий гаметогенеза у самцов, возникает несколько фундаментальных проблем. [5]

  1. После завершения двух мейотических делений хроматиды становятся уязвимыми для двунитевых повреждений ДНК , поскольку для точного исправления таких повреждений обычно требуется наличие сестринской хроматиды или гомологичной хромосомы , но теперь они недоступны в течение длительных периодов времени, то есть дней или недель. [5]
  2. Геном сперматозоида не способен подвергаться транскрипции во время спермиогенеза, что затрудняет его способность реагировать на новые вызовы, такие как повреждение ДНК. [5]
  3. В связи с правильной упаковкой генома для создания зрелых половых клеток происходит переход от связывания гистоновых белков к связыванию протаминовых белков, и этот переход связан с образованием двухцепочечных разрывов ДНК. [5]

До сих пор не совсем понятно, как преодолеть эти проблемы.

Ссылки

  1. ^ ANAT D502 – Базовая гистология [ необходима полная цитата ]
  2. ^ «Остатки 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. doi :10.4161/spmg.1.1.14525. PMC 3158646. PMID  21866274 . 
  4. ^ Фрейзер, Л. Р. (сентябрь 1998 г.). «Пептид, способствующий оплодотворению: важный регулятор функции сперматозоидов in vivo?». Reviews of Reproduction . 3 (3): 151–154. doi : 10.1530/ror.0.0030151 . ISSN  1359-6004. PMID  9829549.
  5. ^ abcd Kitaoka M, Yamashita YM (декабрь 2024 г.). «Проходя сквозь строй: проблемы целостности генома в спермиогенезе». Nucleus . 15 (1): 2339220. doi :10.1080/19491034.2024.2339220. PMC 11005813 . PMID  38594652. 

Внешние ссылки