Spermatogenesis: מה זה ומה השלבים שלה

רבייה מינית מוגדרת כתהליך שבו נוצר יצור חי צאצא חדש משילוב מידע גנטי של שני אורגניזמים. הורית, המולידה מנגנוני תורשה, שונות גנטית ותהליכים אבולוציוניים שאפשרו למינים להגיע למקום בו הם נמצאים היום.

רבייה א-מינית מייצרת עותקים זהים להורה יחיד, בעוד רבייה מינית מאפשרת את שונות גנטית על פני דורות: ילד לעולם לא יהיה זהה לחלוטין לכל אחד מהאחרים שני הורים. בהתבסס על הנחת יסוד זו, אנו יכולים להבין כיצד פועלת הברירה הטבעית. מכיוון שיצורים חיים באוכלוסייה אינם זהים זה לזה, ישנם מנגנונים מסוימים שיכולים לעשות זאת באים להעדיף את התמשכותו של דמות ספציפית באותו מין, מה שמאפשר את התרחבותו לאורך כל העולם זְמַן.

מתן דוגמה תיאורטית: אם ג'ירפה נולדת עם צוואר ארוך יותר מהשאר (עקב מוטציה או פעולה רקומביננטית של ה-DNA של שניהם ההורים), ייתכן שהוא יוכל להגיע ליותר מזון, להתחזק מהשאר, ולכן יכול להתרבות יותר קַלוּת. אם התכונה תורשתית, ילדיהם ייצאו גם עם צוואר ארוך יותר, מה שבסופו של דבר יעודד את התפשטות אותה תכונה חיובית במין.

כדי להבין את כל המנגנונים הביולוגיים הללו, יש צורך להיות ברור כיצד מייצרים צאצאים, כלומר תהליך יצירת חיים מיצירת גמטות הוריות ועד להתפתחות של פרט חדש. היום אנחנו מתייחסים לאחד מהנושאים המורכבים האלה:

spermatogenesis.

• מאמר קשור: "סוגי תאים עיקריים של גוף האדם"

מהי spermatogenesis?

spermatogenesis הוא התהליך שבו נוצרים זרעונים (גמטות זכריות).. מנגנון חיוני זה לייצור חיים מתבצע באשכים, במבנים עגולים המכונים צינוריות זרע. צינורות אלו, בקוטר של כ-200 מיקרומטר ואורך 50 סנטימטרים, מייצרים זרע ואת ההורמון טסטוסטרון, חיוני לצמיחת הפין ושק האשכים, עומק הקול ושיער הגוף ב גברים.

לפני שנמשיך בתהליך מרתק זה, עלינו להבהיר שורה של מונחים גנטיים בעלי חשיבות רבה, שכן יש בו עניין בידיעה שלגמטות (הן זכר והן נקבה) יש מחצית מהמידע הגנטי של שאר התאים שלנו גופני. עכשיו תבינו טוב יותר למה אנחנו מתכוונים.

זרע והפלואידיה

התאים המרכיבים את כל הרקמות שלנו ומתחלקים על ידי מיטוזה כדי לשמור על האיברים והמבנים שלנו ידועים כ"סומטיים". כל אחד מגופי התא הללו מכיל בגרעין שלו 23 זוגות של כרומוזומים (שני סטים שלמים, 22 זוגות אוטוזומליים וזוג מיני אחד), או מה שהוא זהה, בסך הכל 46. מצב זה נקרא דיפלואידיה (2n).

מצד שני, לגנים יש מספר וריאציות, הנקראות אללים.. הדבר החשוב שאתה צריך לדעת על הנושא הזה הוא שעבור אותו גן, אלל אחד עובר בתורשה מהשני. אב ואחד מהאם, כך שכל אחת מהתכונות שלנו מקודדת על ידי שני אללים שונים, כגון מִינִימוּם. זה מאפשר לנו להיות "יעילים" יותר ברמה האבולוציונית, כי אם אלל מאחד ההורים נכשל או אינו מבצע את תפקידו כראוי, צפוי שההורה השני יוכל להתנגד לכך טעות.

לגבי מחצית מהמידע הגנטי שגורם לנו להגיע מהאב והחצי השני מהאם, ברור ש התאים הקדמוניים שיוצרים אותנו חייבים להכיל מחצית מהמידע הגנטי של תאים סומטיים. אחרת, עם כל דור יתווספו עוד כרומוזומים לתאים, מה שהופך את החיים לבלתי אפשריים (2n + 2n: 4n, 4n + 4n: 8n וכו'). בהתבסס על הנחה זו, אנו יכולים להניח שתאי זרע הם הפלואידים (n), כלומר יש להם רק קבוצה אחת של 23 כרומוזומים. איך זה מושג?

• אולי יעניין אותך: "ארבעת סוגי תאי המין"

השלבים של spermatogenesis

ספרמטוגנזה ומיוזה הם שני צדדים של אותו מטבע, מכיוון שלא ניתן להגות אחד בלי השני. לאחר מכן, אנו מציגים בקצרה כל אחד מהשלבים המתרחשים במהלך spermatogenesis.

1. שלב ההתרבות

spermatogonia הם תאי גזע מיוחדים שמובילים לזרעונים על ידי התמיינות. Spermatogonia הם עדיין דיפלואידים, כלומר יש להם בסך הכל 46 כרומוזומים, חצי מהאם וחצי מהאב (זכור: דיפלואיד, 2n), כמו שאר התאים שלנו סומטי

Spermatogonia, על ידי מיטוזה (יצירת 2 תאים זהים לחלוטין מהמקור), מולידה 2 סוגי תאים, סוג A וסוג B. סוג B הוא שמעניין אותנו, שכן אלו יהיו אחראים על יצירת spermatocyte ראשוני. מצד שני, תאי A יכולים להמשיך להתחלק על ידי מיטוזה.

2. שלב מיוטי

זהו תהליך יצירת spermatozoa כשלעצמו, ומסיבה זו הוא נקרא גם spermatocytogenesis.. מנגנון זה מופעל על ידי שחרור ההורמון GnRH (הורמון משחרר גונדוטרופין), המיוצר ב ההיפותלמוס ואשר, בתורו, מגרה את יותרת המוח הקדמית לייצור גונדוטרופינים (הורמון לוטאין מגרה זקיקים).

אנחנו לא מתכוונים להתמקד בתהליכים הבסיסיים בשל מורכבותם, אבל כדאי לזכור רעיון ברור: בזה במקרה, ה-spermatocytes המשניים (תוצר של העיקריים, בתורם מגיעים מ-B spermatogonia) מחולקים לפי מיוזה, לא על ידי מיטוזה.

במיטוזה, תא משכפל את המידע הגנטי שלו ומוליד 2 תאים זהים.. באירוע מאוד מיוחד זה, תא קדמון דיפלואידי מוליד 4 הפלואידים, המבוססים על 2 חלוקות עוקבות (מיוזיס I ומיוזה II). בנוסף, בתהליך זה מתרחש הרקומבינציה הגנטית הנ"ל, כך שהצאצאים אינם זהים לראשוני. לאחר המיוזה מופיעות זרעונים שכבר הפלואידים.

לסיכום, ברקומבינציה גנטית (מהסוג ההומולוגי) הכרומוזומים הזוגיים של שני ההורים (זכור spermatocytes עדיין דיפלואידים) מיושרים כך שרצפי DNA דומים מצטלבים הֵם. כך, יש חילופי חומר גנטי והכרומוזומים המשולבים אינם זהים לאלה של האב או האם.

3. spermiogenesis

בחלק זה של המנגנון, הזרעונים הופכים לזרע עצמות. ישנם שלבים שונים בתוך בלוק זה (Golgi, Cap, Acrosome ושלב התבגרות), אך ניתן לסכם זאת בהנחה הבאה: הדגל של הזרע גדל, מה שמאפשר לו לנוע, ואורך ראשו פוחת, לרכוש את הצורה המחודדת שכולנו מכירים.

נתונים וזמנים

זרעון אנושי נמשך בין 62 ל-75 ימים, ונמשך מהתבגרות מינית בגיל ההתבגרות ועד למוות של גברים. כל התהליכים הללו מתרחשים ללא הרף באשכים מכיוון שבלי להמשיך הלאה, גבר בריא מייצר כ-100 מיליון זרע בר-קיימא כל 24 שעות.

כעובדה מוזרה המשמשת לסגור את כל מה שמוצג, זה מדהים לדעת שאדם מוציא 15 עד 200 מיליון זרעונים עם כל מיליליטר של זרע שנפלט. כל שפיכה, אם כן, יכולה להיות מורכבת מ-300 מיליון זרעונים..

סיכום

כפי שהצלחת לאמת, בסופו של דבר הכל מסתכם במשחק של החלפה גנטית. כיצורים חיים המתרבים מינית, עלינו לצמצם בחצי את המידע הגנטי שלנו בגמטות, יש צורך בכך התאים המיניים עוברים תהליך הנקרא מיוזה, המעניק לביצית ולזרע את הפלואידיה החיונית להבנת החיים. כך, משני חצאים יוצא אחד שלם, הזיגוטה שתוליד פרט בוגר לאחר ההריון.

מנגנוני האבולוציה והברירה הטבעית נופלים על spermatogenesis ואוגנזה, כי בזכות הם מקבלים תהליכים כמו ריקומבינציה גנטית ויצירת יצור חי מ"שני חצאים גנטיקה". ללא המנגנונים הביולוגיים הספציפיים האלה, הבנת המגוון על פני כדור הארץ תהיה בלתי אפשרית.

הפניות ביבליוגרפיות

• כיצד נוצרים זרעונים? Assisted reproduction.org. נאסף ב-13 במרץ ב https://www.reproduccionasistida.org/espermatogenesis/#fase-proliferativa
• Aguilar, J., Lopez, M. ג. G., Gilabert, A. C., Ortiz, A., González, E., Galisteo, J. אוֹ.,... & קסטיליה, ג'יי. ל. (2004). תאי גזע spermatogonial. Journal International of Andrology: Sexual and Reproduction Health, 2(2), 54-59.
• אנדרדה, ג. ל. ט. (2018). האנזים הגלוקוניאוגני פרוקטוז-1, 6-ביספוספטאז והשתתפותו במעבר spermatocyte-spermatid.
• באסה, ל. (2001). זרעון ואי פוריות. מגזין פוריות Iberoamerican, 18, 11-17.
• קוריאה, י. ר. M., Nunez, D. ל. O., Marín, I. H., Tovar, J. M., & Ruiz, A. ל. (2005). מעצר של spermatogenesis. Ginecol Obstet Mex, 73, 500-8.
• מרינה, ש. (2003). התקדמות בידע של spermatogenesis. השלכות קליניות. מגזין הפריון האיברואמריקאי, 20(4), 213-225.
• מולפינו, ה. M. G., & Figueroa, H. ז. (2017). ה-SPERMATOGONIAS של היונקים. ביוטמפו, 14(2), 233-243.