Гаметогенез. Строение половых клеток.

Гаметогенез подразделяется на сперматогенез (процесс образования сперматозоидов у самцов) и оогенез(процесс образования яйцеклетки). По тому, что происходит с ДНК, эти процессы практически не отличаются: одна исходная диплоидная клетка дает четыре гаплоидные. Однако, по тому, что происходит с цитоплазмой, эти процессы кардинально различаются.

В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, необходимые в дальнейшем для развития зародыша, поэтому яйцеклетка – это очень крупная клетка, и когда она делится, цель – сохранить питательные вещества для будущего зародыша, поэтому деление цитоплазмы несимметрично. Для того чтобы сохранить все запасы цитоплазмы и при этом избавиться от ненужного генетического материала, от цитоплазмы отделяются полярные тельца, которые содержат очень мало цитоплазмы, но позволяют поделить хромосомный набор. Полярные тельца отделяются при первом и втором делении мейоза

Закономерности сперматогенеза у млекопитающих и человека.

Семенник состоит из нескольких тысяч цилиндрических семенных канальцев, в каждом из которых развиваются миллионы сперматозоидов. Стенки этих канальцев выстланы первичными, неспециализированными половыми клетками — сперматогониями. В течение эмбрионального развития и в детском возрасте сперматогонии делятся митотически, давая начало дополнительным сперматогониям, что ведет к росту семенника. После наступления половой зрелости некоторые из сперматогониев вступают в сперматогенез, состоящий из серии превращений, ведущих к образованию зрелых сперматозоидов. Другие сперматогонии продолжают делиться митотически и производят новые сперматогонии для последующих сперматогенезов. У большинства диких животных имеется определенный период, приходящийся на весну или на осень, когда семенники увеличиваются в размерах и в них происходит сперматогенез. В промежутке же между этими периодами семенник имеет небольшие размеры и содержит только сперматогонии. У человека и у большинства домашних животных сперматогенез после достижения половой зрелости протекает круглый год.
Сперматогенез начинается с того, что сперматогонии вырастают и превращаются в более крупные клетки, известные под названием сперматоцитов первого порядка. Последние приступают к первому мейотическому делению, дающему начало двум одинаковым по величине клеткам — сперматоцитам второго порядка. В них происходит второе мейотическое деление, в результате которого образуются четыре одинаковые сперматиды. Сперматида — сферическая клетка, содержащая значительное количество цитоплазмы, — представляет собой зрелую гамету, так как она имеет гаплоидное число хромосом, но для того, чтобы превратиться в функционирующий сперматозоид, она должна приобрести обтекаемую форму, которая дает ей возможность плавать и встретиться с яйцом. Это связано со сложными процессами роста и видоизменения (не сопровождающимися, однако, клеточным делением). Ядро уменьшается в размерах и превращается в головку сперматозоида, который сбрасывает большую часть своей цитоплазмы. Некоторые из телец Гольджи собираются у переднего конца сперматозоида, образуя так называемую акросому, которая, возможно, помогает сперматозоиду прокалывать оболочку яйцеклетки.
Обе имеющиеся в сперматиде центриоли перемещаются и располагаются непосредственно позади ядра. В ядре появляется небольшое углубление, и одна из центриолей — проксимальная — располагается в нем под прямым углом к оси сперматозоида. Вторая — дистальная — центриоль, лежащая позади проксимальной, дает начало осевой нити хвоста. Подобно осевым нитям жгутиков, эта нить состоит из двух продольных волокон, расположенных в середине, и окружающего их кольца из 9 пар продольных волокон.
Митохондрии передвигаются к месту соединения головки и хвоста и образуют небольшой промежуточный участок (шейку), доставляющий энергию для биения хвостика. Большая часть цитоплазмы сперматиды отбрасывается; остается лишь тонкий слой, окружающий митохондрии в средней части и осевую нить хвостика.
Сперматозоиды разных видов животных сильно различаются между собой. Почти все они имеют хвостик, но его величина и форма, так же как и особенности строения головки и шейки, могут быть весьма разнообразны. У некоторых животных, например у паразитического круглого червя аскариды, сперматозоиды не имеют хвостов и перемещаются при помощи амебоидных движений. У крабов и раков сперматозоиды необычные — у них нет хвоста, но на головке имеется три остроконечных выроста, которые прикрепляются к поверхности яйца и прочно удерживают сперматозоид. Шейка такого сперматозоида раскручивается подобно пружине и проталкивает его ядро в цитоплазму яйца, осуществляя таким образом оплодотворение.