sperm - Sperm

Bir insan sperm hücresinin diyagramı

Sperm erkek üreme olan hücre ya da gamet içinde, anisogamous biçimleri üreme (daha büyük ve dişi üreme hücresi ve daha küçük, erkek bir tane olan formlar). Hayvanlar , spermatozoa olarak bilinen, flagellum olarak bilinen bir kuyruğu olan hareketli sperm üretirken, bazı kırmızı algler ve mantarlar , spermati olarak bilinen hareketli olmayan sperm hücreleri üretir . Çiçekli bitkiler polen içinde hareketsiz sperm içerirken, eğrelti otları ve bazı gymnospermler gibi daha bazal bitkilerde hareketli sperm bulunur.

Sperm hücrelerinin olarak bilinen işlem sırasında meydana spermatogenez olarak, amniotları ( sürüngenler ve memeliler ) yer alır seminiferous tübüllerin bir testis . Bu işlem ile başlanarak, birbirini takip eden birçok sperm hücresi öncüleri üretimini kapsar spermatogonia , ayırt içine spermatositler . Spermatositler daha sonra mayoz bölünmeye uğrayarak kromozom sayılarını yarıya indirerek spermatidler üretirler . Spermatidler daha sonra olgunlaşır ve hayvanlarda, olgun, hareketli sperm hücresine yol açan bir kuyruk veya kamçı oluşturur. Tüm bu süreç sürekli olarak gerçekleşir ve baştan sona yaklaşık 3 ay sürer.

Sperm hücreleri bölünemez ve sınırlı bir ömre sahiptir, ancak döllenme sırasında yumurta hücreleri ile füzyondan sonra , totipotent bir zigot olarak başlayan yeni bir organizma gelişmeye başlar . İnsan sperm hücresi olduğu haploid onun 23 böylece, kromozom , bir oluşturmak için dişi yumurta 23 kromozom katılabilir diploid 46 çift kromozomlu hücre. Memelilerde , sperm depolanır epididimis ve salınır penis boyunca boşalma olarak bilinen bir akışkan içinde meni .

Kelime sperm Yunanca kelime türetilmiştir σπέρμα , Sperma "tohum" anlamına gelen.

Mikroskop altında insan sperm hücrelerinin videosu

Evrim

Genellikle izogaminin sperm ve yumurtaların atası olduğu kabul edilir . Bununla birlikte, spermin evrimini anlamak için matematiksel modellere güçlü bir vurgu yapılmasına yol açan izogamiden sperm ve yumurtaların evrimi için hiçbir fosil kaydı yoktur .

Yaygın bir hipotez, spermin hızla evrimleştiğini belirtir. Bununla birlikte, spermin hızlı bir oranda veya diğer erkek özelliklerinden önce evrimleştiğine dair doğrudan bir kanıt yoktur .

Hayvanlarda sperm

İşlev

Ana sperm işlevi, yumurtaya ulaşmak ve onunla kaynaşarak iki hücre altı yapıyı teslim etmektir: (i) genetik materyali içeren erkek pronükleus ve (ii) mikrotübül hücre iskeletini düzenlemeye yardımcı olan yapılar olan merkezciller .

Anatomi

Sperm ve yumurtanın kaynaşması ( döllenme )
39 yaşındaki sağlıklı bir insan denekten ölçülen insan sperm kafasının boyutları.

Memeli sperm hücresi 2 kısma ayrılabilir:

  • Baş: Önde akrozom adı verilen ve dişi yumurtaya nüfuz etmek için kullanılan enzimleri içeren ince, yassı bir kese ile çevrili, yoğun bir şekilde kıvrılmış kromatin lifleri içeren çekirdeği içerir. Ayrıca vakuoller içerir.
  • Kuyruk: ayrıca kamçı olarak da adlandırılır , en uzun kısımdır ve spermi yüzmeye iten ve yumurtanın penetrasyonuna yardımcı olan dalga benzeri hareket kabiliyetine sahiptir. Kuyruğun eskiden simetrik olarak sarmal bir şekilde hareket ettiği düşünülüyordu .

Boyun veya bağlantı parçası, bir tipik merkezcil ve proksimal merkezcil benzeri gibi bir atipik merkezcil içerir . Orta parçanın etrafında sarmal halinde birçok mitokondri bulunan merkezi bir ipliksi çekirdeğe sahiptir ve kadın serviks , rahim ve rahim tüpleri boyunca yolculuk için ATP üretimi için kullanılır .

Döllenme sırasında , sperm oosit için üç temel parça sağlar : (1) metabolik olarak uykuda olan oositin aktive olmasına neden olan bir sinyal veya aktive edici faktör ; (2) haploid baba genomu ; (3) sentrozom ve mikrotübül sistemini oluşturmaktan sorumlu olan sentriyol .

Menşei

Ve sperm hayvanlar yoluyla üretilen spermatogenez erkek iç gonadlar ( testisler yoluyla) öz değişmesine ait bölünme. İlk spermatozoon işleminin tamamlanması yaklaşık 70 gün sürer. Süreç , germ hücre öncülerinden spermatogonia üretimi ile başlar . Bunlar bölünür ve spermatitleri oluşturmak üzere mayoz bölünmeye uğrayan spermatositlere farklılaşır . Spermatid aşamasında, sperm tanıdık kuyruğu geliştirir. Tamamen olgunlaştığı sonraki aşama ise spermatozoan olarak adlandırılan yaklaşık 60 gün sürer . Sperm hücreleri, erkek vücudundan semen olarak bilinen bir sıvı içinde gerçekleştirilir . İnsan sperm hücreleri, cinsel ilişki sonrası 5 günden fazla dişi üreme sistemi içinde yaşayabilir. Semen, seminal veziküllerde , prostat bezinde ve üretral bezlerde üretilir .

2016 yılında Nanjing Tıp Üniversitesi'ndeki bilim adamları, fare embriyonik kök hücrelerinden yapay olarak fare spermatidlerine benzeyen hücreler ürettiklerini iddia ettiler . Bu spermatidleri fare yumurtalarına enjekte ettiler ve yavrular ürettiler.

sperm kalitesi

Semen kalite testi için boyanmış insan spermi

Sperm miktarı ve kalitesi, meninin döllenmeyi gerçekleştirme yeteneğinin bir ölçüsü olan meni kalitesinde ana parametrelerdir . Bu nedenle, insanlarda, bir erkekte doğurganlığın bir ölçüsüdür . Spermin genetik kalitesi, hacmi ve motilitesi tipik olarak yaşla birlikte azalır. (Bakınız baba yaşı etkisi .)

Sperm hücrelerinde mayozdan sonraki dönemde ancak döllenmeden önce oluşan DNA hasarları döllenmiş yumurtada tamir edilebilir, ancak tamir edilmezse doğurganlık ve gelişen embriyo üzerinde ciddi zararlı etkileri olabilir. İnsan sperm hücreleri, serbest radikal saldırılarına ve oksidatif DNA hasarı oluşumuna karşı özellikle savunmasızdır. (bkz. örneğin 8-Okso-2'-deoksiguanozin )

Fare spermatogenezinin postmayotik fazı, çevresel genotoksik ajanlara karşı çok hassastır, çünkü erkek germ hücreleri olgun sperm oluştururken, DNA hasarını onarma yeteneklerini aşamalı olarak kaybederler. Geç spermatogenez sırasında erkek farelerin ışınlanması, döllenen sperm hücrelerinde en az 7 gün devam eden hasarı indükleyebilir ve maternal DNA çift sarmallı kırılma onarım yollarının bozulması, sperm hücresinden türetilen kromozomal anormallikleri artırır. Erkek farelerin kemoterapide sıklıkla kullanılan iki işlevli bir alkilleyici ajan olan melfalan ile tedavisi, spermatojenik gelişimin DNA onarımı yetkin fazları boyunca germ hücreleri ilerledikçe onarılmamış bir durumda kalabilen mayoz bölünme sırasında DNA lezyonlarına neden olur. Döllenmeden sonra sperm hücrelerinde bu tür tamir edilmemiş DNA hasarları, çeşitli anormalliklerle yavrulara yol açabilir.

sperm boyutu

Sperm kalitesi ile ilgili, en azından bazı hayvanlarda sperm boyutudur. Örneğin, bazı meyve sineği türlerinin ( Drosophila ) spermleri 5,8 cm uzunluğa kadardır - sineğin kendisinden yaklaşık 20 kat daha uzun. Daha uzun sperm hücreleri, rakiplerini dişinin seminal kabından uzaklaştırmada daha kısa emsallerinden daha iyidir. Dişilerin yararı, yalnızca sağlıklı erkeklerin, rakiplerine üstünlük sağlamak için yeterli miktarda uzun sperm üretebilen 'iyi' genleri taşımasıdır.

İnsan sperm pazarı

Bazı sperm bankaları 170 litreye kadar (37 imp gal; 45 US gal) sperm tutar.

Boşalmanın yanı sıra TESE ile sperm elde etmek de mümkündür .

Küresel pazarda Danimarka , iyi gelişmiş bir insan sperm ihracatı sistemine sahiptir. Bu başarı, esas olarak Danimarkalı sperm bağışçılarının yüksek kalitedeki itibarından kaynaklanmaktadır ve diğer İskandinav ülkelerindeki yasaların aksine, bağışçılara alıcı çifte isimsiz veya isimsiz olma seçeneği vermektedir. Ayrıca, İskandinav sperm bağışçıları, kısmen İskandinav ülkelerindeki nispeten düşük parasal tazminat nedeniyle, uzun boylu ve yüksek eğitimli olma eğilimindedir ve bağışları için fedakar güdülere sahiptir. Dünya çapında 50'den fazla ülke, Paraguay , Kanada , Kenya ve Hong Kong dahil olmak üzere Danimarka sperminin ithalatçısıdır . Bununla birlikte, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), Creutzfeldt-Jakob hastalığının bulaşma riski nedeniyle herhangi bir spermin ithalatını yasaklamıştır , ancak bu risk önemsizdir, çünkü suni tohumlama bulaşma yolundan çok farklıdır. Creutzfeldt-Jakob hastalığı . Donörler için Creutzfeldt-Jakob hastalığının prevalansı en fazla milyonda birdir ve donör taşıyıcı olsaydı, bulaşıcı proteinlerin bulaşmayı mümkün kılmak için yine de kan-testis bariyerini aşması gerekirdi .

Tarih

Sperm ilk olarak 1677'de Antonie van Leeuwenhoek tarafından bir mikroskop kullanılarak gözlemlendi . Muhtemelen her spermin tam olarak oluşturulmuş ancak küçük bir insan içerdiğini düşünen preformasyonculuğa olan inancından dolayı onları hayvancıklar (küçük hayvanlar) olarak tanımladı .

Adli analiz

Ejakülasyon sıvıları , yüzeyin yapısı veya renginden bağımsız olarak ultraviyole ışıkla tespit edilir . Örneğin, vajinal sürüntülerden alınan sperm başları, "Noel Ağacı Lekesi" yöntemi, yani Kernechtrot-Picroindigocarmine (KPIC) boyaması kullanılarak mikroskopi ile hala saptanmaktadır .

Bitkilerde sperm

Yosun ve pek çok bitki sperm hücreleri gametofitlerin erkek üretilir gametangia ( antheridia ile) mitotik bölümü. Olarak çiçek bitkiler , sperm çekirdekleri içinde üretilir polen .

hareketli sperm hücreleri

Hareketli sperm hücreleri tipik olarak flagella yoluyla hareket eder ve döllenme için yumurtaya doğru yüzmek için bir su ortamına ihtiyaç duyar. Hayvanlarda sperm motilitesi için gereken enerjinin çoğu , seminal sıvıda taşınan fruktoz metabolizmasından elde edilir . Bu , spermin orta kısmında (sperm başının tabanında) bulunan mitokondride gerçekleşir . Bu hücreler, tahriklerinin doğası gereği geriye doğru yüzemezler. Hayvanların tek kamçılı sperm hücreleri (bir kamçılı) spermatozoa olarak adlandırılır ve boyutlarının farklı olduğu bilinmektedir.

Hareketli sperm da birçok kişi tarafından üretilen protistler ve gametofitlerin arasında Bryofitlerin , eğrelti otları ve bazı açıktohumlu gibi cycads ve ginkgo . Sperm hücreleri, bu bitkilerin yaşam döngüsündeki tek kamçılı hücrelerdir. Birçok eğrelti otu ve likofitte , sikadlarda ve ginkgoda çok kamçılıdırlar (birden fazla kamçı taşırlar).

Gelen nematodlar , sperm hücreleri amoeboid yumurta hücresine doğru değil, Yüzmektense ve tarama.

Hareketsiz sperm hücreleri

Spermatia adı verilen hareketsiz sperm hücreleri, flagelladan yoksundur ve bu nedenle yüzemezler. Spermatia bir spermatangium içinde üretilir .

Spermatlar yüzemediğinden, onları yumurta hücresine taşımak için çevrelerine bağımlıdırlar. Polysiphonia gibi bazı kırmızı algler , serbest bırakıldıktan sonra su akıntıları ile yayılan hareketsiz spermati üretirler. Pas mantarlarının spermleri yapışkan bir madde ile kaplıdır. Bunlar ihtiva eden şişe şeklinde yapılar üretilmektedir nektar çekmek sinekler yakın için spermatia transferi hif benzer bir mekanizmayla döllenme için böcek tozlaşma içinde çiçekli bitkiler .

Mantar spermatia (aynı zamanda pycniospores, özellikle Uredinales olarak) ile karışabilir conidia . Conidia, döllenmeden bağımsız olarak filizlenen sporlardır , oysa spermati, döllenme için gerekli olan gametlerdir . Neurospora crassa gibi bazı mantarlarda, spermatia mikrokonidia ile aynıdır, çünkü hem döllenme işlevini yerine getirebilirler hem de döllenme olmadan yeni organizmalara yol açabilirler.

sperm çekirdeği

Çoğu gymnosperm ve tüm anjiyospermler dahil olmak üzere hemen hemen tüm embriyofitlerde , erkek gametofitler ( polen taneleri ), örneğin rüzgar veya böcek tozlaşması yoluyla , erkek ve dişi arasındaki boşluğu kapatmak için suya olan ihtiyacı ortadan kaldıran birincil dağılım modudur . Her polen tanesi bir spermatojen (üretken) hücre içerir. Polen, alıcı bir çiçeğin damgasına indiğinde, çimlenir ve karpel boyunca bir polen tüpü yetiştirmeye başlar . Tüp ovüle ulaşmadan önce polen tanesindeki üretici hücrenin çekirdeği bölünür ve iki sperm çekirdeğine yol açar, bunlar daha sonra tüpten döllenme için ovüle boşaltılır .

Bazı protistlerde , döllenme , hücrelerden ziyade, bir döllenme tüpü yoluyla yumurta hücresine doğru göç eden sperm çekirdeklerini de içerir . Oomycetler sperm çekirdekleri bir formu syncytical anterozoit yumurta hücrelerini çevreleyen. Sperm çekirdekleri, bitkilerdeki polen tüpü mekanizmasına benzer şekilde döllenme tüpleri aracılığıyla yumurtalara ulaşır.

Sperm sentriyolleri

Çoğu sperm hücresinin sperm boynunda sentriyoller bulunur . Birçok hayvanın sperminde, proksimal merkezcil ve uzak merkezcil olarak bilinen 2 tipik merkezcil bulunur. İnsan ve sığır gibi bazı hayvanlarda, proksimal merkezcil olarak bilinen tek bir tipik merkezcil ve atipik yapıya sahip ikinci bir merkezcil bulunur. Fareler ve sıçanlarda tanınabilir sperm sentriyolleri yoktur. Meyve sineği Drosophila melanogaster , tek bir merkezcil ve Proksimal Centriole-Benzeri (PCL) adlı atipik bir merkezcilliğe sahiptir .

Sperm kuyruğu oluşumu

Sperm kuyruğu özel bir siliyer türüdür (aka flagella). Birçok hayvanlarda Sperm kuyruk adlı benzersiz bir şekilde, oluşturulur Sitosolik ciliogenesis tamamı veya bir kısmı beri aksonem sperm kuyruğundaki oluşturulur sitoplazma veya sitoplazma maruz olsun.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynaklar

  • Fawcett, DW (1981) Sperm Flagellum. İçinde: Hücre. DW Fawcett. Philadelphia, WB Saunders Şirketi. 14: s. 604–640.
  • Lehti, MS ve A. Sironen (2017). "Sperm motilite kusurları ile ilişkili sperm kuyruk yapılarının oluşumu ve işlevi." Biol Reprod 97(4): 522–536.

Dış bağlantılar

Öncesinde
Yok
İnsan gelişiminin aşamaları
Sperm + Oosit
Zigot tarafından başarılı