Гаметогенез способы деления клетки

Содержание

Сперматогенез и овогенез
Гаметогенез
Гаметогенез
Гаметогенез — как происходит развитие половых клеток
Что происходит во время гаметогенеза
Как происходит гаметогенез
Стадия сперматогенеза
Стадия овогенеза
В чем различия овогенеза и сперматогенеза
Строение яйцеклетки
Конструкция и особенности сперматозоида

Сперматогенез и овогенез

Гаметогенез (греч. gamete– жена, gametes – муж + genesis – зарождение)

Гаметогенезом называют процесс образования половых клеток (гамет). Этот процесс происходит у мужских и женских особей в гонадах (половых железах), представленных семенниками (яичками) и яичниками.

Гаметы (n) образуются в результате мейоза из клеток-предшественников (2n, как у соматических клеток). Половые клетки гаплоидны, то есть имеют в два раза меньшее число хромосом, чем клетки-предшественники. Мужская (n) и женская (n) гаметы, сливаясь друг с другом в процессе оплодотворения, образуют зиготу (2n).

Таким образом, за счет гаплоидности гамет (в результате мейоза) поддерживается постоянное количество хромосом в ряду поколений, не происходит их удвоения.

Процессы сперматогенеза и овогенеза (оогенеза) требуют нашего более детального изучения.

Сперматогенез (греч. sperma – семя + genesis – зарождение)

Сперматогенезом называют процесс формирования мужских гамет (половых клеток) — сперматозоидов. Он начинается в период полового созревания (под влиянием мужских половых гормонов) и длится практически до конца жизни. Сперматогенез складывается из четырех фаз (периодов):

Фаза размножения

В ходе фазы размножения диплоидные сперматогенные клетки (2n2c) многократно делятся митозом, в результате образуются сперматогонии (2n2c) — стволовые клетки. Часть сперматогоний вступает в последующее митотическое деление, образуя такие же сперматогонии (2n2c).

Половые клетки в этой фазе называются сперматоцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.

В этот период клетка растет, увеличивается количество органоидов и цитоплазмы. Происходит подготовка к мейозу, который начинается в следующей фазе — созревания.

На фазу роста приходится S-период: происходит удвоение ДНК, в результате чего набор хромосом сперматоцита I порядка становится (2n4c).

Происходит первое деление мейоза (мейоз I). В результате из сперматоцитов I порядка (2n4c) образуются сперматоциты II порядка (n2c). Между мейозом I и мейозом II практически отсутствует интерфаза, поэтому сперматоциты II порядка (n2c) сразу же вступают в мейоз II, в результате которого образуются сперматиды (nc).

Итак, в фазу созревания происходят первое и второе деления мейоза, которые приводят к тому, что образовавшаяся клетка — сперматида — имеет гаплоидный набор хромосом (nc).

В этой фазе у каждой сперматиды отрастает жгутик, после чего они получают полное право называться сперматозоидами. У основания жгутика концентрируются митохондрии — «энергетические станции клетки», которые всегда будут готовы предоставить АТФ для его активной работы.

Овогенез, или оогенез (греч. ōón — яйцо + genesis – зарождение)

Оогенезом называют процесс формирования женских гамет (половых клеток) — яйцеклеток. Он активируется в женском организме в период полового созревания (под действием женских половых гормонов) и длится до менопаузы (45-55 лет).

Оогенез протекает по очень похожей со сперматогенезом схеме, однако вы увидите некоторые отличия. Например, фаза формирования, характерная для сперматогенеза, здесь отсутствует, поэтому овогенез складывается из трех фаз:

Фаза размножения

В результате многократных делений клеток яичника образуются стволовые клетки — овогонии (2n2c).

Половые клетки в этой фазе называются ооцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.

В овогенезе эта фаза отличается более длительной продолжительностью, по сравнению с такой же фазой в сперматогенезе. Клетки накапливают большой запас питательных веществ. В этот период происходит удвоение ДНК в S-периоде — набор хромосом и ДНК ооцитов I порядка становится 2n4c.

Ооциты I порядка (2n4c) вступают в первое деление мейоза, в результате которого образуются ооциты II порядка (n2c) и первое полярное (направительное) тельце, которое не несет большой функциональной значимости и подвергается дегенерации.

Второе деление мейоза начинается только после взаимодействия овоцита II порядка (n2c) со сперматозоидом. В результате этого образуется яйцеклетка (nc) и второе полярное тельце, которое также подвергается дегенерации.

Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не «яйцеклетка», а ооцит II порядка, который ждет встречи со сперматозоидом для продолжения деления и развития будущего зародыша. Если такого взаимодействия не происходит, то яйцеклетка подвергается дегенерации.

Оплодотворение

Оплодотворение — ключевой процесс полового размножения, обусловленный слиянием сперматозоида и яйцеклетки. После оплодотворения в результате ряда стадий образуется эмбрион.

Сперматозоид (nc) обладает положительным химическим таксисом к яйцеклетке (nc). Оплодотворение — слияние сперматозоида с яйцеклеткой и образование зиготы (2n2c).

При внутреннем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой в женских половых путях, куда самец вводит семенную жидкость со сперматозоидами.

При внешнем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой вне половых путей самки, например, у двустворчатых моллюсков оплодотворение происходит в мантийной полости самки.

Внешнее оплодотворение характерно для рыб, земноводных, моллюсков. Внутреннее — для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Гаметогенез

Мейоз лежит в основе процессов спорогенеза – образование спор у растений и грибов, и гаметогенеза – образование половых клеток, который состоит из сперматогенеза и овогенеза.

Сперматогенез

Овогенез

процесс образования сперматозоидов

процесс образования яйцеклеток

Из исходной клетки сперматогония образуется 4 сперматозоида.

Из исходной клетки овогония образуется 1 яйцеклетка, а оставшиеся 3 клетки превращаются в направительные или редукционные тельца.

Начинается при половом созревании и длится до конца жизни.

Длится в течение эмбрионального периода, и от начала полового созревания, до менопаузы.

Сперматозоиды образуются в МПЖ семенниках.

Яйцеклетки формируются в женских половых железах — яичниках.

Фазы гаметогенеза:

1) РАЗМНОЖЕНИЕ – митоз

• Сперматогенез: из клеток сперматогенной ткани гоноцитов образуются диплоидные первичные половые клетки сперматогонии(2n2с).

• Овогенез: из клеток овогенной ткани яичников гоноцитов образуются первичные половые диплоидные клетки овогонии (2n2с).

2) РОСТ – интерфаза мейоза I

• Сперматогенез: из каждого сперматогония развивается сперматоцит 1ого порядка (2n4с). Репликация ДНК.

• Овогенез: репликация ДНК, из каждого овогония развивается овоцит 1ого порядка (2n4с). Запас питательных веществ (желток, жир).

3) СОЗРЕВАНИЕ – деление мейоза

• Сперматогенез: после первого деления образуются два сперматоцита 2ого порядка (n2c). После второго – четыре гаплоидных сперматиды (nc).

• Овогенез:после первого деления — 1 редукционное тельце и один овоцит 2ого порядка(n2c)
После второго деления — 3 редукционных тельца и одна крупная овотида, из которой впоследствии сформируется яйцеклетка и еще одно редукционное тельце. Если оплодотворения не происходит, то овотида погибает и выводится из организма.

4) ФОРМИРОВАНИЕ

• Сперматогенез: сперматиды превращаются в сперматозоиды (nc), приобретают свойственные им признаки и подвижность.

• Овогенез: практически отсутствует

Сперматозоиды состоят из
— головка: ядро и акросома, которая выделяет фермент, растворяющий оболочку яйцеклетки
— шейка: митохондрии и комплекс Гольджи
— хвост из микротрубочек.

Источник

Гаметогенез

Сперматогенез

Овогенез

процесс образования сперматозоидов

процесс образования яйцеклеток

Из исходной клетки сперматогония образуется 4 сперматозоида.

Начинается при половом созревании и длится до конца жизни.

Длится в течение эмбрионального периода, и от начала полового созревания, до менопаузы.

Сперматозоиды образуются в МПЖ семенниках.

Яйцеклетки формируются в женских половых железах — яичниках.

Фазы гаметогенеза:

1) РАЗМНОЖЕНИЕ – митоз

2) РОСТ – интерфаза мейоза I

• Сперматогенез: из каждого сперматогония развивается сперматоцит 1ого порядка (2n4с). Репликация ДНК.

3) СОЗРЕВАНИЕ – деление мейоза

4) ФОРМИРОВАНИЕ

• Овогенез: практически отсутствует

Источник

Гаметогенез — как происходит развитие половых клеток

Гаметогенез — развитие половых клеток. Данный процесс протекает в половых органах, которые называются гонады. У женских особей гонады представлены яичниками, у мужских — семенниками. В яичниках образуется яйцеклетка, данный процесс называется овогенезом. Процесс созревания сперматозоидов у мужских особей называется сперматогенез.

Что происходит во время гаметогенеза

В процессе гаметогенеза выделяют значимое событие деления клеток — мейоз. Мейоз включает в себя два быстро происходящих процесса разделения. Мейоз необходим для поддержания достаточного количества хромосом, принимающих участие в процессе оплодотворения яйцеклетки. Благодаря хромосомам появляются новые комбинации наследственных факторов.

Хромосомы делятся по дочерним ядрам в строго дозированном количестве, в этом заключается биологическая значимость мейоза. Митоз позволяет увеличивать популяцию клеточных тканей, обеспечивая жизнь организма.

Слияние мужских и женских половых клеток происходит в результате оплодотворения — внешнего или внутреннего. В результате появляется зигота — плодная гамета, которая наделена диплоидным набором хромосом, присущим всем соматическим клеткам.

Как происходит гаметогенез

В процессе прогенеза (образовании половых клеток) участвуют овогонии, число которых закладывается еще на стадии эмбрионального развития.

Процесс деления мужских спермогониев на фазе гаметогенеза является непрерывным течением. Женская яйцеклетка будет полностью созревшей и сформированной только после оплодотворения. Главное отличие мужских и женских клеток в том, что при овогенезе воспроизводится всего одна, при сперматогенезе — 4 гаметы.

Как мужские, так и женские половые клетки проходят общие стадии развития:

размножение — гаметы имеют полный комплект хромосом;
рост — гаметы скапливают питательные вещества и цитоплазму;
удвоение ДНК — процесс происходит на стадии роста, в момент образования гаметоцитов;
созревание — процессу созревания способствует мейотический процесс;
на последней стадии у сперматозоидов появляется подвижность, а яйцеклетка покрывается оболочкой.

Стадия сперматогенеза

Сперматогенезом называется процесс, в результате которого образовываются и созревают сперматозоиды. На сперматогенез, локализующийся в яичках мужчины, уходит 75 дней. Процесс начинается в период полового созревания. Яичники вынесены за предел тела для того, чтобы в них поддерживалась температура 34 °С.

Сперматогенез проходит в 4 стадии:

Стадия деления. Сперматогонии — малые округлые клетки — находятся у базальной мембраны, в самом дальнем ряду. Они являются стволовыми клетками, из которых будут развиваться будущие гаметы. Часть округлых клеток находится в процессе активного деления — они как бы «сдвигают» дочерние клетки в направлении извилистого канальца. На данном этапе стволовые клетки уже содержат 23 необходимые пары хромосом.
Стадия роста. Получившиеся частицы начинают увеличиваться в размерах и накапливать питательные вещества. Их цепочки ДНК удваиваются и готовятся к дальнейшей стадии преобразований.
Стадия созревания. В результате мейоза происходит образование сперматидов 1 и 2 порядка. Сперматиды 2 порядка содержат только половину необходимого набора хромосом. Из одного сперматида появляются 4 дочерних частицы. Две дочерние частицы несут в себе Х-хромосому, необходимую для рождения девочки, две другие — хромосомы, необходимые для зачатия мальчика. Из этого становится понятно, что именно сперматозоиды несут генетическую информацию, определяющую пол будущего ребенка. На данной связи половые клетки имеют большую связь с клетками Сертоли, обеспечивающими их кислородом и необходимыми питательными элементами. Для того, чтобы сперматиды развивались полноценно, они соединены между собой цитоплазматическими мостиками.
Стадия формирования. Сперматозоиды окончательно созревают и приобретают необходимую форму за счет правильного распределения органелл. У элементов появляются жгутики, свешивающиеся в просвет канальцев и отвечающие за нормальное движение сперматозоидов. Данные жгутики являются своего рода «энергетическими станциями». Комплекс Гольджи смещается к переднему краю головки и формирует акросому — структуру, которая отвечает за расплавление оболочки ооцита. Без данного процесса оплодотворение невозможно. Соединения между полностью созревшими клетками распадаются и они выходят в извитые канальца. В просвете канальцев клетки соединяются с секретом предстательной железы, и в момент эякуляции покидают яички.

Стадия овогенеза

Формирование женских половых клеток у млекопитающих начинается еще внутриутробно, то есть до того, как девочка появится на свет.

Процесс овогенеза включает в себя три стадии, без которых невозможно полноценное созревание и развитие яйцеклетки:

Фаза размножения. В яичнике плода много зародышевых клеток — эпителиоцитов, которые активно делятся митозом. В результате процесса деления в корковом слое яичника накапливаются овогонии. Это активные клетки, отвечающие за накопление питательных веществ — белков, жиров и глюкозы. Овогонии имеют диплоидный набор хромосом и являются идентичными своим предшественницам. Единственное их различие — больший размер.
Фаза роста. Наступает в яичниках незадолго до того, как девочка должна появиться на свет. В процессе митоза овогонии превращаются в овоциты первого порядка. Цитоплазма овогоний равномерно распределяется между дочерними клетками, что приводит к их уменьшению. Дочерние клетки быстро увеличиваются в размерах, подготавливаясь к процессу собственного деления. Для диплоидных ядер и протоплазмы наступает профаза, приводящая к консервации овоцитов виде примордиального фолликула. В яичниках девочки заложено около 2 млн. фолликулов, из которых дальнейшее развитие получают 400-450 штук.
Женский организм развивается и приходят месячные. За 20 дней до этого события начинается фаза созревания. Для одного из примордиальных фолликулов организм включает «зеленый свет». При получении такого сигнала фолликул начинает расти, и его размеры увеличиваются. Теперь фолликул называется первичным. Он включается в фазу, которая была остановлена много лет назад, перед рождением девочки. Происходит мейотическое деление, в результате которого появляется овоцит второго порядка. Данный овоцит, укрывшийся в яйценосном холмике и омытый жидкостью зрелого фолликула, вступает во второе делений мейоза. Здесь его настигает овуляция.

В чем различия овогенеза и сперматогенеза

Гаметогенез мужских и женских половых клеток отчасти схожи между собой, однако, процесс созревания яйцеклетки имеет ряд интересных отличий:

Гаметогенез мужчин и женщин стартует в разные сроки. Сперматогенез запускается у мальчиков в период полового созревания. Овогенез начинается задолго до того, как девочка появится на свет. Интересно, что финальной стадии развития достигают лишь несколько половых клеток во время оплодотворения.
Различается продолжительность жизни мужских и женских половых клеток во время гаметогенеза. Для того, чтобы мужские гаметы прошли путь от зародыша до полноценных спермиев, им требуется 74-75 дней. Начиная с первых этапов сперматогенеза мужские гаметы остаются жизнеспособными 110 дней. Яйцеклетки женщины, вышедшие в период овуляции, являются результатом 15- или даже 40-летнего ожидания.
Существенная разница прослеживается и в количественных показателях половых клеток. Мужчины, чья половая жизнь регулярная и реализованная, выбрасывают сперматозоиды, чье количество исчисляется в сотнях миллиардов. У женских особей лишь 400-450 яйцеклеток проходят фазы подготовки и созревания за период от первой менструации и до начала климакса.

Строение яйцеклетки

Женская половая клетка чаще всего имеет шарообразную форму и весь набор органелл, присущий любой клетке. Яйцеклетка имеет больший размер, чем сперматозоид потому, что она накапливает огромное количество питательных веществ, необходимых для зачатия плода.

Яйцеклетка покрыта специфическими оболочками, выполняющими несколько важных функций:

защищают яйцеклетку;
препятствуют проникновению в нее нескольких сперматозоидов;
импортируют зародыш к стенкам матки.

Вокруг яйцеклетки всегда присутствует плазматическая мембрана, а снаружи она покрыта мукополисахаридной блестящей оболочкой.

На оболочке яйцеклетки присутствует лучистый венец, отвечающий за питание и защиту яйцеклетки. Защиту венца может пробить только одновременная атака нескольких сперматозоидов. После такого воздействия шансы яйцеклетки на оплодотворение падают.

Яйцеклетка не имеет своего двигательного аппарата, поэтому тратит около 7 дней на то. чтобы переместиться в яйцевод.

В оплодотворенной яйцеклетке плазматическая сегрегация, позволяющая в дальнейшем обеспечить все будущие ткани цитоплазмой в достаточном количестве.

Конструкция и особенности сперматозоида

Сперматозоид, сильно отличающийся от всех остальных клеток организма, имеет настолько маленький размер, что увидеть его можно только под микроскопом.

Ученые выдвигают теорию о том, что сперматозоиды — мальчики отличаются большей подвижностью, но живут всего сутки. А вот сперматозоиды с набором Х-хромосом способны жить до 4 суток, но отличаются малой степенью подвижности. Поэтому, если родители хотят сына, процесс зачатия должен происходить непосредственно в день овуляции.

Сперматозоид имеет сложное строение и состоит из:

Головки. В головке спермия, напоминающей форму ложки, присутствует ядро, содержащее 23 хромосомы и отвечающее за пол будущего ребенка; мембранный пузырек, содержащий ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки и позволяющие спермию попасть в нее; центросому, регулирующую движения хвостика спермия.
Шейки. Шейка имеет крохотный размер, но позволяет головке сперматозоида быть подвижной и наклоняться под определенным углом.
Средней части. Через тело спермия проходит осевая нить, регулирующая подвижность хвостовой части. Средняя часть содержит митохондрии, выделяющие энергию, необходимую спермию для движения.
Хвостика. Правильная форма хвостика позволяет спермию поддерживать нормальную скорость и двигаться в правильном направлении. Хвост является своего рода «винтом» и состоит из фибрилл.

Оплодотворение яйцеклетки наступает в тот момент, когда происходит слияние мужской и женской гамет. Гаметогенез — многоэтапный и сложный процесс оплодотворения, необходимый для того, чтобы на свет появился новый человек.

Источник