Dauginimasis yra esminis visos žinomos gyvybės bruožas, leidžiantis organizmams gaminti naujus savo rūšies individus. Lytinio dauginimosi metu genetinė medžiaga perduodama iš dviejų organizmų, todėl palikuonys paveldės abiejų tėvų genų derinį. Daugumai organizmų būdingos skirtingos - vyriškos ir moteriškos - gametos, o toks dauginimasis vadinamas anizogaminiu.
Apvaisinimo metu lemia lytis: jei apvaisinant dalyvauja spermatozoidas su X chromosoma, susidaro zigota su XX chromosomų rinkiniu, iš kurios išsivysto moteriškosios lyties individas. Jei apvaisinime dalyvauja spermatozoidas su Y chromosoma, susidaro zigota su XY chromosomų rinkiniu, ir gims vyriškosios lyties individas.
Spermatozoidas (gr. spermeion - sėkla, zoon - gyva būtybė) - tai vyriška lytinė ląstelė, gameta. Tai haploidinė ląstelė, kurios funkcija yra apvaisinti kiaušialąstę - moteriškąją lytinę ląstelę, taip formuojant zigotą, iš kurios vystosi naujas tos pačios rūšies individas. Kadangi kiaušinėlį apvaisina tik vienas iš milijardų spermatozoidų, juos labai smarkiai veikia natūrali atranka - visa spermatozoido sandara pritaikyta greitai judėti. Spermatozoidas turi pusę genetinės medžiagos, reikalingos ląstelei, be to, jis lemia individo lytį.
Žmogaus spermatozoidas gali turėti „X“ arba „Y“ tipo lytinę chromosomą. Pats spermatozoidas nėra reikšmingas. Kurdami vaisių mėgintuvėlyje, tyrėjai nužudo spermatozoidą ir įšvirkščia negyvą spermatozoidą į kiaušinėlį. Kiaušinėliui reikia tik spermatozoide esančios DNR.
Spermatozoidų sandara ir chromosomos
Spermatozoidas yra labai diferencijuota ląstelė. Ją paprastai sudaro 3 dalys - galvutė, uodegėlė ir jas jungiantis kaklas (jungiančioji dalis). Žmogaus spermatozoido dydis apie 60 μm, iš jų galvutė sudaro ~ 4,5 μm, (jos plotis apie 3 μm, storis - 1 μm). Spermatozoido galvutė sudaryta iš dviejų dalių - akrosomos ir branduolio. Akrosoma sudaro kepurę, kuri uždengia apie 2/3 spermatozoido priekinės dalies, o didžiąją galvutės dalį užima branduolys. Jis ypatingas tuo, jog DNR čia supakuota net iki 6 kartų stipriau nei metafazinėse chromosomose. Šiuo atveju tradiciniai histonai pakeičiami protaminais - baltymais, turinčiais daug teigiamų aminorūgščių (arginino, histidino, lizino). Žmogaus atveju, 70 % branduolio baltymų - protaminai, o 20 % histonai.
Spermatozoidų branduolyje chromosomos išsidėsto neatsitiktinai. Telomeros jungiasi į poras arba tetramerus ir prisitvirtina prie branduolio apvalkalo. Tuo tarpu centromeros išsidėsto branduolio centre, sudarydamos tam tikrą struktūrą - chromocentrą. Tarp branduolio apvalkalo ir plazminės membranos lieka plonas citoplazmos sluoksnis.
Spermatozoido uodegėlė - ląstelės žiuželis - sąlygoja jo judrumą. Jos dėka žmogaus spermatozoidas gali judėti 1-3 mm/min greičiu. Uodegėlę su galvute jungia kaklas (jungiančioji dalis). Jame išsidėsčiusios dvi centriolės. Viena iš jų veikia kaip pamatinis kūnelis, duoda pradžią aksonemai - centriniam spermatozoido uodegėlės elementui. Spermatozoide esančias centrioles paveldi būsimas organizmas, nes moteriškosios lytinės ląstelės jų neturi. Vidurinę uodegėlės dalį supa mitochondrijų sluoksnis. Mitochondrijų būna daugiau kaip 50. Po apvaisinimo, spermatozoido mitochondrijos suardomos, todėl paveldimos tik iš motinos. Pagrindinė uodegėlės dalis yra ilgiausia. Ji sudaryta iš aksonemos, apsuptos 7 išorinių tankiųjų skaidulų, kurias dar papildomai dengia skaidulinis dangalas.
Spermatozoidai susiformuoja spermatogenezės metu vyro lytinių organų sėklidžių sėkliniuose vamzdeliuose. Žmogaus spermatozoidas susiformuoja per 61 dieną. Ilgą laiką buvo manoma, jog spermatozoidas kiaušinėliui pristato tik tėvinį haploidinį chromosomų rinkinį. Tačiau paaiškėjo, jog į kiaušinėlį patenka ne tik galvutė, bet visas spermatozoidas. Taip būsimam individui pristatomos centriolės ir kai kurie baltymai, reikalingi kiaušinėlio aktyvavimui (pvz., PLCζ didina kiaušinėlio pralaidumą Ca2+ jonams ir taip jį aktyvuoja). Baltymų svarbą iliustruoja tai, jog vaisingų ir nevaisingų vyrų spermatozoiduose žymiai skiriasi ~ 20 baltymų kiekis. Kai kurios iRNR koduoja baltymus, reikalingus ankstyvam embrionų vystymuisi.
Stambiausi yra tritono spermatozoidai - iki 500 µm, šuns, jaučio, arklio, avino - nuo 40 iki 75 µm.
Gyvūnai gamina labai daug spermatozoidų: šuo lytinio akto metu išskiria apie 60 mln., avinas - iki 2 mlrd., arklys - apie 10 mlrd., žmogus - apie 200 mln.
Arklių spermatozoidų chromosomos
Arklių spermatozoidai, kaip ir kitų žinduolių, turi haploidinį chromosomų rinkinį. Tai reiškia, kad kiekviename spermatozoide yra pusė chromosomų skaičiaus, reikalingo pilnam organizmui susidaryti. Vyriškos lyties individo lytį lemia spermatozoidas: jei jis turi X chromosomą, palikuonis bus patelė (XX), o jei Y chromosomą - patinas (XY).
Nors tekste pateikiami duomenys apie skirtingų gyvūnų spermatozoidų dydį, tiesiogiai nenurodoma, kiek chromosomų turi arklių spermatozoidai. Tačiau remiantis bendraisiais biologijos principaisiais, arklių spermatozoidai turi haploidinį chromosomų rinkinį. Arklių chromosomų skaičius yra 64 (32 poros). Taigi, sveikas arklių spermatozoidas turėtų turėti 32 chromosomas (n=32).
Kiekvienas toks spermatozoidas neša arba X, arba Y lytinę chromosomą, kuri nulems būsimo kumeliuko arba kumelaitės lytį.
Spermatozoidų funkcija ir reikšmė
Spermatozoidas yra labai specializuota ląstelė, kurios pagrindinė funkcija yra apvaisinti kiaušialąstę. Jis turi unikalų gebėjimą prasiskverbti per kiaušialąstės apsauginius sluoksnius. Akrosoma - tai „šalmas“ ant spermatozoido galvutės, kuriame yra fermentų, leidžiančių ištirpdyti kiaušialąstės išorinę membraną. Tai leidžia spermatozoidui patekti į kiaušialąstės vidų ir perduoti savo genetinę medžiagą.
Be DNR, spermatozoidas į kiaušialąstę perneša ir kitas svarbias struktūras, tokias kaip centriolės, kurios yra būtinos ląstelės dalijimuisi po apvaisinimo. Taip pat perduodami tam tikri baltymai, kurie aktyvuoja kiaušialąstę ir yra svarbūs ankstyvajam embriono vystymuisi.
Spermatozoidų kiekis ir kokybė yra labai svarbūs vaisingumui. Nors vienos ejakuliacijos metu išsiskiria didelis kiekis spermos, didelė dalis spermatozoidų yra nekokybiški. Sveikam vyrui reikia gaminti pakankamą kiekį gyvybingų spermatozoidų, kad būtų užtikrintas sėkmingas apvaisinimas.
Kaip vyksta apvaisinimas | 3D animacija
Mičiai ir tiesa apie spermatozoidus
Apie spermatozoidus sklando daugybė mitų. Vienas iš jų - kad vaiko pradėjimui pakanka vieno spermatozoido. Iš tiesų, moters organizmo terpė yra rūgštinė, todėl reikalingas pakankamas sėklos skysčio kiekis, kuris neutralizuotų rūgštingumą ir padėtų spermatozoidams pasiekti kiaušialąstę. Vidutiniškai apvaisinimui reikia apie 2 ml spermos.
Kitas mitas teigia, kad dažnai mylintis spermos kokybė prastėja. Tai iš dalies tiesa: per didelis dažnumas gali sumažinti spermos kiekį ir neleisti spermatozoidams pakankamai subręsti. Taip pat klaidinga manyti, kad susilaikymas ilgiau nei 7-10 dienų gerina spermos kokybę - tokiu atveju spermatozoidai gali susilpnėti ir tapti mažiau judrūs.
Svarbu suprasti, kad gyvenimo būdas turi didelę įtaką spermos kokybei. Alkoholis, rūkymas, netinkama mityba ir stresas gali neigiamai paveikti spermatozoidų gamybą ir gyvybingumą.
Sveikos moters mėnesinių ciklo trukmė gali svyruoti nuo 21 iki 45 dienų, tačiau vidutiniškai ji trunka 25-35 dienas. Ciklo trukmę gali veikti įvairūs veiksniai, todėl kiekvienos moters ciklas yra individualus.
tags: #kiek #chromosomu #turi #arklio #spermatozoidai
