مراحل تكوين الحيوانات المنوية وخصائصها

ال الحيوانات المنوية إنها عملية تتكون في تكوين الحيوانات المنوية من الخلايا الجرثومية (الحيوانات المنوية). يحدث في الأفراد الذكور من الكائنات حقيقية النواة مع التكاثر الجنسي.

ولكي يتم تنفيذ هذه العملية بكفاءة ، فإنها تحتاج إلى شروط محددة ، من بينها: تقسيم كروموسومي صحيح مع تعبيرات جينية دقيقة ووسيلة هرمونية كافية ، لإنتاج عدد كبير من الخلايا الوظيفية.

يحدث تحول الحيوانات المنوية إلى الأمشاج الناضجة أثناء النضج الجنسي في الكائنات الحية. يتم تشغيل هذه العملية من خلال تراكم هرمونات معينة مثل موجهة الغدد التناسلية في الغدة النخامية ، مثل HCG (موجهة الغدد التناسلية المشيمية البشرية) ، والتي تشارك في إنتاج هرمون تستوستيرون..

مؤشر

• 1 ما هو تكوين الحيوانات المنوية?
  • 1.1 العناصر الجينية المعنية
• 2 مراحل وخصائصها
  • 2.1 1. مرحلة المني
  • 2.2 2. مرحلة الخلايا المنوية
  • 2.3 3. المرحلة Spermiogenic
• 3 تنظيم الهرمونات
  • 3.1 التسميد
• 4 خصائص الحيوانات المنوية
• 5 الاختلافات بين تكوين الحيوانات المنوية والبويضات
• 6 المراجع

ما هو الحيوانات المنوية?

يتكون تكوين الحيوانات المنوية من تكوين الأمشاج الذكرية: الحيوانات المنوية.

يبدأ إنتاج هذه الخلايا الجنسية في الأنابيب المنوية ، الموجودة في الخصيتين. تشغل هذه الأنابيب حوالي 85 ٪ من إجمالي حجم الغدد التناسلية وتكون فيها الخلايا الجرثومية غير الناضجة أو الحيوانات المنوية المنقسمة باستمرار بواسطة الانقسام.

تتوقف بعض هذه الحيوانات المنوية عن التكاثر وتصبح الخلايا المنوية الأولية ، والتي تبدأ عملية الانقسام الاختزالي لإنتاج كل زوج من الخلايا المنوية الثانوية بشحنتها الكاملة من الكروموسوم.

هذا الأخير يكمل المرحلة الثانية من الانقسام الاختزالي ، مما يؤدي أخيرًا إلى ظهور أربعة حيوانات منوية بنصف حمولة الصبغيات (الصبغية).

في وقت لاحق يخضعون للتغيرات المورفولوجية ، وتوليد الحيوانات المنوية ، والتي يتم توجيهها إلى البربخ الموجود في كيس الصفن بجانب الخصيتين. في هذه القناة يحدث نضوج الأمشاجات الجاهزة لنقل جينات الفرد.

تعتمد عملية تكوين الحيوانات المنوية على التنظيم الهرموني والجيني. هذه العملية تعتمد على هرمون التستوستيرون ، لذلك في الأنابيب المنوية هي خلايا متخصصة (خلايا ليدج) في إنتاج هذا الهرمون.

العناصر الجينية المعنية

بعض الجينات المهمة في تكوين الحيوانات المنوية هي جين SF-1 ، الذي يعمل في تمايز خلايا Leydig ، وجين SRY ، الذي يتفاعل في تمايز خلايا Sertoli وتشكيل حبال الخصية. وتشارك الجينات الأخرى في تنظيم هذه العملية: RBMY ، DBY ، USP9Y و DAZ.

تم العثور على هذا الأخير على كروموسوم Y ، وهو يعمل على ترميز بروتينات ربط الحمض النووي الريبي ، ويرتبط غيابه بالعقم لدى بعض الأفراد.

مراحل وخصائصها

تتشكل الخلايا الجرثومية البدائية (الكريات الحمرية) في كيس الصفار وتتحول إلى قمة الأعضاء التناسلية ، وتقسيمها بين خلايا سيرتولي ، وبالتالي تشكل الأنابيب المنوية. تم العثور على الخلايا السرطانية بالداخل ، من حيث تهاجر نحو الغشاء القاعدي لإثارة الخلايا المنوية.

انتشار الخلايا الجرثومية البدائية وتشكيل الحيوانات المنوية تحدث خلال التطور الجنيني للفرد. بعد وقت قصير من الولادة ، تتوقف عملية الانقسام الانقسامي لهذه الخلايا.

تنقسم العملية التي يتم بها إنتاج الحيوانات المنوية الناضجة إلى ثلاث مراحل: الحيوانات المنوية ، الحيوانات المنوية والحيوانات المنوية.

1. مرحلة المني

مع اقتراب فترة النضج الجنسي للأفراد ، تؤدي زيادة مستويات هرمون التستوستيرون إلى تنشيط انتشار الحيوانات المنوية. تنقسم هذه الخلايا الجرثومية لتوليد سلسلة من الحيوانات المنوية التي تميز في الخلايا المنوية الأولية.

في البشر ، يتم تمييز العديد من الأنواع المورفولوجية من الحيوانات المنوية:

الحيوانات المنوية للإعلان: تقع بجوار الخلايا الخلالية للأنبوب المنوية. يعانون من الانقسامات الانقسامية التي تولد زوج من نوع الإعلان الذي بدوره لا يزال ينقسم ، أو زوج من نوع Ap.

سبيرماتوجونيوس أب: يتبعون عملية التمايز لتوليد الحيوانات المنوية ، وتقسيمها على التوالي عن طريق الانقسام.

الحيوانات المنوية ب. نتاج التقسيم الانقسامي للحيوانات المنوية ، فهي تمثل نواة كروية وخصوصية كونها مرتبطة ببعضها البعض عن طريق "الجسور السيتوبلازمية".

وهي تشكل نوعًا من المخلوقات التي تستمر في المراحل اللاحقة ، منفصلة في تمايز الحيوانات المنوية ، عندما يتم إطلاق الحيوانات المنوية في تجويف الأنبوبة المنوية.

يسمح اتحاد السيتوبلازم بين هذه الخلايا بتطور متزامن لكل زوج من الحيوانات المنوية وأن كل واحدة تحصل على المعلومات الوراثية الكاملة اللازمة لعملها لأنه حتى بعد الانقسام الاختزالي ، تستمر هذه الخلايا في التطور.

2. مرحلة الخلايا المنوية

في هذه المرحلة ، تم تقسيم الحيوانات المنوية B (بالإنجليزية: B spermatogonia B) ، حيث تشكل المكورات الصفراء (الأولية) التي تكرّر كروموسوماتها ، والسبب الذي يجعل كل خلية تأخذ مباراتين من الكروموسومات ، تحمل ضعف الكمية المعتادة من المعلومات الوراثية.

في وقت لاحق ، يتم تنفيذ الانقسامات الانقسام العضلي من هذه الخلايا المنوية ، بحيث تخضع المواد الوراثية فيها لتخفيضات حتى تصل إلى الطابع الفردي..

الانقسام الأول

في التقسيم الانتيابي الأول ، يتم تكثيف الكروموسومات في الطور ، وفي حالة البشر ، يتم تكثيف 44 من الجسيمات الذاتية وكروموسومات اثنين (X و A) ، ولكل منهما مجموعة من الكروماتيدات..

تقترن الكروموسومات المتماثلة معًا في نفس الوقت على اللوحة الاستوائية من الطورية. وتسمى هذه الترتيبات tetrads لأنها تحتوي على اثنين من أزواج من الكروماتيدات.

تتبادل الرباعيات المواد الوراثية (التقاطع) عن طريق إعادة ترتيب الكروماتيدات في بنية تسمى المركب المركب.

في هذه العملية ، يحدث التنويع الوراثي عندما يتم تبادل المعلومات بين الكروموسومات المتماثلة الموروثة من الأب والأم ، مما يضمن اختلاف جميع الحيوانات المنوية المنتجة من الخلايا المنوية..

في نهاية التقاطع ، تنفصل الصبغيات ، تنتقل إلى القطبين المتقابلين للمغزل الانقباضي ، "إذابة" بنية الرباعيات ، كروماتيدات معاد تشكيلها من كل كروموسوم تبقى معًا.

هناك طريقة أخرى لضمان التنوع الوراثي فيما يتعلق بالوالدين وهي التوزيع العشوائي للكروموسومات المستمدة من الأب والأم نحو أعمدة المغزل. في نهاية هذا التقسيم العضلي ، يتم إنتاج الخلايا المنوية II (الثانوية).

الانحناء الثاني

تبدأ الخلايا المنوية الثانوية في عملية الانقسام الثاني مباشرة بعد تكوينها ، دون توليف الحمض النووي الجديد. نتيجة لذلك ، يكون لكل خلية منوية نصف شحنة الكروموسوم وكل كروموسوم يحتوي على زوج من الكروماتيدات الشقيقة مع الحمض النووي المكرر.

في الطور ، يتم توزيع الكروموسومات ومحاذاة على لوحة الاستوائية ، وتفصل الكروماتيدات مهاجرة نحو الجانبين المعاكس للمغزل الانقباضي.

بعد إعادة تركيب الأغشية النووية ، يتم الحصول على الحيوانات المنوية الفردية مع نصف الكروموسومات (23 في البشر) ، كروماتيد ونسخة من المعلومات الوراثية (DNA).

3. مرحلة سبيروجينيك

تشكل عملية تكوين الحيوانات المنوية المرحلة الأخيرة من عملية تكوين الحيوانات المنوية ، ولا توجد انقسامات خلوية ، ولكن التغيرات المورفولوجية والتمثيل الغذائي التي تسمح بتمايز الخلايا لتنضج الحيوانات المنوية الفردية.

تحدث تغيرات الخلايا بينما يتم إرفاق الحيوانات المنوية بغشاء البلازما في خلايا سيرتولي ، ويمكن وصفها في أربع مراحل:

مرحلة جولجي

إنها العملية التي يؤدي بها جهاز Golgi إلى ظهور الإكروم ، عن طريق تراكم حبيبات ما قبل الكروموسوم أو PAS (تفاعل حمض الباريوديك-شيف) في مجمعات جولجي.

تفتح هذه الحبيبات في حويصلة أكروية تقع بجوار النواة ويحدد موضعها الجزء الأمامي من السائل المنوي.

تتحرك الأجزاء المركزية نحو الجزء الخلفي من السائل المنوي ، محاذاة بشكل عمودي مع غشاء البلازما وتصنع الثنائيات التي تدمج الأنابيب المجهرية من axoneme في قاعدة سوط الحيوانات المنوية.

مرحلة الغطاء

تنمو حويصلة الأكروم وتمتد على الجزء الأمامي من النواة لتشكل الغطاء الحاد أو الأخرمي. في هذه المرحلة ، يتم تكثيف المحتوى النووي وجزء من النواة التي تقع تحت سماكة الأكروم ، وفقدان مسامها.

مرحلة اكروم

تطول النواة من الجولة إلى الإهليلجية ، ويوجه السوط بحيث تلتصق نهايته الأمامية بخلايا سيرتولي التي تشير إلى الصفيحة القاعدية للأنابيب المنوية ، والتي يمتد داخلها السوط..

يتحرك السيتوبلازم في الاتجاه الخلفي للخلية وتتراكم الأنابيب الدقيقة السيتوبلازمية في غمد أسطواني (مانشيت) ينتقل من الغطاء الأكرومي إلى الجزء الخلفي من السائل المنوي..

بعد تطوير السوط ، تعود المراكز المركزية إلى النواة ، متمسكة بأخدود في الجزء الخلفي من النواة ، والتي تنشأ منه تسع ألياف سميكة تصل إلى الأنابيب المجهرية للإكسونيم ؛ بهذه الطريقة ترتبط النواة والسوط. هذا الهيكل هو المعروف باسم منطقة الرقبة.

تتحرك الميتوكوندريا نحو المنطقة الخلفية للرقبة ، وتحيط بالألياف السميكة وترتب في غلاف حلزوني ضيق يشكّل المنطقة الوسيطة لذيل الحيوانات المنوية. يتحرك السيتوبلازم لتغطية السوط المشكل بالفعل ، ويذوب "المانتشيت".

مرحلة النضج

يتم إفراز السيتوبلازم الزائد بواسطة خلايا سيرتولي ، مما يشكل الجسم المتبقي. يبقى الجسر الخلوي الذي تشكل في الحيوانات المنوية B في الأجسام المتبقية ، لذلك يتم فصل الحيوانات المنوية.

أخيرًا ، يتم إطلاق الحيوانات المنوية من خلايا سيرتولي ، لتحرير نفسها في تجويف الأنبوبة المنوية من حيث يتم نقلها عبر الأنابيب المستقيمة وشبكية الخصية والقنوات الفعالة إلى البربخ..

تنظيم الهرمونات

تكون عملية تكوين الحيوانات المنوية عملية منظمة بدقة عن طريق الهرمونات وخاصة التستوستيرون. في البشر ، تنطلق العملية الكاملة عند النضج الجنسي ، من خلال الإفراز في ما تحت المهاد لهرمون GnRH الذي ينشط إنتاج وتراكم الغدد التناسلية في الغدة النخامية (LH ، FSH و HCG).

تقوم خلايا سيرتولي بتوليف بروتينات نقل هرمون تستوستيرون (PBL) عن طريق تحفيز هرمون FSH ، وتضمن مع هرمون التستوستيرون الصادر عن خلايا ليدج (المحفزة بواسطة LH) ، ضمان تركيز عالٍ من الهرمون المذكور في الأنابيب المنوية.

في خلايا سيرتولي ، يتم تصنيع استراديول أيضًا ، والذي يتدخل في تنظيم نشاط خلايا ليدج.

إخصاب

يرتبط البربخ بالأوعية الدموية المؤجلة التي تنتهي في مجرى البول ، مما يسمح أخيرًا للحيوانات المنوية بالخروج ، والتي تبحث لاحقًا عن البويضة المخصبة ، لتكمل دورة التكاثر الجنسي.

بمجرد إطلاقها ، يمكن للحيوانات المنوية أن تموت في غضون بضع دقائق أو ساعات ، وتجد مشية أنثى قبل حدوث ذلك.

في البشر ، يتم إطلاق حوالي 300 مليون من الحيوانات المنوية في كل عملية قذف أثناء الجماع ، ولكن حوالي 200 من الحيوانات المنوية فقط يبقون على قيد الحياة حتى يصلوا إلى المنطقة حيث يمكنهم التزاوج.

يجب أن يمر الحيوان المنوي بعملية تدريب في الجهاز التناسلي للأنثى حيث يكتسب حركية أكبر للجلد ويعد الخلية لتفاعل رد الفعل. هذه الخصائص ضرورية لتخصيب البويضات.

تدريب الحيوانات المنوية

من بين التغييرات التي توجد فيها الحيوانات المنوية التعديلات الكيميائية الحيوية والوظيفية ، مثل فرط الاستقطاب في غشاء البلازما ، ودرجة الحموضة الخلوية الخلوية المتزايدة ، والتغيرات في الدهون والبروتينات ، وتفعيل مستقبلات الغشاء ، مما يسمح لها بالاعتراف بها من قبل pellucida zona للانضمام إلى هذا.

تعمل هذه المنطقة كحاجز كيميائي لتجنب التهجين بين الأنواع ، لأن عدم التعرف على مستقبلات محددة لا يؤدي إلى الإخصاب.

تحتوي البويضات على طبقة من الخلايا الحبيبية وتحيط بها تركيزات عالية من حمض الهيالورونيك التي تشكل مصفوفة خارج الخلية. لاختراق هذه الطبقة من الخلايا ، تمتلك الحيوانات المنوية إنزيمات الهيالورونيداز.

عند ملامسة zona pellucida ، يتم تنشيط رد فعل الأكروسوم ، حيث يتم إطلاق محتويات الغطاء الصبغي (مثل الإنزيمات المائية) ، مما يساعد الحيوانات المنوية على عبور المنطقة والانضمام إلى غشاء البلازما للبويضة ، في داخله محتوى السيتوبلازم والعضيات والنواة.

رد الفعل القشري

في بعض الكائنات ، يحدث الاستقطاب لغشاء البلازما في البويضة عندما يتلامس مع الحيوانات المنوية ، ويمنع أكثر من واحد من تخصيبه..

هناك آلية أخرى للوقاية من شلل الدم وهي رد الفعل القشري ، حيث يتم إطلاق الإنزيمات التي تغير هيكل الزونا pellucida ، وتمنع البروتين السكري ZP3 وتفعيل ZP2 ، مما يجعل هذه المنطقة غير قابلة للاختراق بالنسبة للحيوانات المنوية الأخرى.

خصائص الحيوانات المنوية

الأمشاج الذكورية لها خصائص تجعلها مختلفة تمامًا عن الأمشاج الأنثوية ومكيفة للغاية لنشر جينات الفرد إلى الأجيال التالية.

على عكس البويضات ، فإن خلايا الحيوانات المنوية هي أصغر الخلايا الموجودة في الجسم ولديها سوط يسمح لها بالتحرك من أجل الوصول إلى الأمشاج الأنثوية (التي ليس لديها مثل هذه الحركة) لتخصيبها. يتكون هذا السوط من الرقبة والمنطقة الوسطى والمنطقة الرئيسية والمنطقة الطرفية.

توجد في الوسط المراكز المركزية ، وفي المنطقة الوسيطة توجد الميتوكوندريا المسؤولة عن توفير الطاقة اللازمة لتنقلها..

بشكل عام ، يكون إنتاج الحيوانات المنوية مرتفعًا جدًا ، حيث أنه يتمتع بقدرة تنافسية كبيرة حيث أن حوالي 25٪ فقط سيخصبون فعلاً مشاعر الإناث.

الاختلافات بين تكوين الحيوانات المنوية والبويضات

تولد الحيوانات المنوية له خصائص تميزه عن تكوين البويضات:

-تقوم الخلايا بانقسام الانقسام الاختزالي بشكل مستمر من النضج الجنسي للفرد ، وتنتج كل خلية أربع مشاعر ناضجة بدلاً من واحدة.

-الحيوانات المنوية تنضج بعد عملية معقدة تبدأ بعد الانقسام الاختزالي.

-لإنتاج الحيوانات المنوية ، يحدث ضعف عدد الانقسامات الخلوية كما هو الحال في تكوين البويضة.

مراجع

1. Alberts، B.، Johnson، A.، Lewis، J.، Raff، M.، Roberth، K.، & Walter، P. (2008).البيولوجيا الجزيئية للخلية. جارلاند ساينس ، تايلور وفرانسيس جروب.
2. كريتون ، ت. إ. (1999). موسوعة البيولوجيا الجزيئية. جون وايلي وأولاده ، وشركة.
3. Hill، R.W، Wyse، G.A.، & Anderson، M. (2012). فسيولوجيا الحيوان. Sinauer Associates، Inc. الناشرون.
4. Kliman، R. M. (2016). موسوعة الأحياء التطورية. الصحافة الأكاديمية.
5. مارينا ، س. (2003) التقدم في معرفة المنوي ، الآثار السريرية. مجلة الخصوبة الأيبيرية الأمريكية. 20(4) ، 213-225.
6. روس ، M. H. ، Pawlina ، W. (2006). الأنسجة. افتتاحية Panamericana Medical.