Генетика пола человека

Деление телом

Некоторые организмы могут  размножаться делением тела на несколько  частей, причём из каждой части вырастает  полноценный организм, во всём сходный  с родительской особью (плоские и  кольчатые черви, иглокожие).

Гаметогенез. Оогенез. Сперматогенез.

Оогенез совершается в три этапа, называемых периодами.

Период размножения

Попав в яичник, гоноциты становятся оогониями. Оогонии осуществляют период размножения. В этот период оогонии делятся митотическим путем. Этот процесс происходит только в период эмбрионального развития самки.

Период роста

Половые клетки в этом периоде называются ооцитами первого порядка. Они теряют способность к митотическому  делению и вступают в профазу I мейоза. В этот период осуществляется рост половых клеток.

В периоде роста выделяют 2 стадии:

• Стадия малого роста (превителлогенез) — объем ядра и цитоплазмы увеличивается пропорционально и незначительно. При этом ядерно-цитоплазматическое отношение не нарушается. На этой стадии происходит активный синтез всех видов РНК — рибосомных, транспортных и матричных. Все эти типы РНК синтезируются преимущественно впрок, т.е. для использования уже оплодотворенной яйцеклеткой.

• Стадия большого роста (вителлогенез) — объём цитоплазмы ооцита может увеличиться в десятки тысяч раз, в то время как объем ядра увеличивается незначительно. Таким образом, ядерно-цитоплазматическое отношение сильно уменьшается. На этой стадии в ооците I порядка образуется желток. По способу образования желток принято разделять на экзогенный и эндогенный. Присущий большинству видов животных экзогенный желток строится на основе белка-предшественника вителлогенина, который поступает в ооцит извне. У позвоночных вителлогенин синтезируется в печени матери и транспортируется к содержащему ооцит фолликулу по кровеносным сосудам. Попадая затем в пространство, непосредственно окружающее ооцит (периооцитное пространство), вителлогенин поглощается ооцитом путем пиноцитоза.

Период созревания

Созревание ооцита — это процесс  последовательного прохождения  двух делений мейоза (делений созревания). Как уже говорилось выше, при подготовке к первому делению созревания ооцит длительное время находится  на стадии профазы I мейоза, когда и  происходит его рост. Выход из профазы I мейоза приурочены к достижению самкой половозрелости и определяются половыми гормонами.

Из двух делений созревания первое у большинства видов является редукционным, так как именно в  ходе этого деления гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам. Таким образом, каждая из разделившихся  клеток приобретает половинный (гаплоидный) набор хромосом, где каждый ген  представлен лишь одной аллелью.

Поскольку первому делению созревания предшествовала S-фаза, каждая из разошедшихся хромосом содержит двойное количество ДНК (две хроматиды). Эти генетически  идентичные хроматиды и расходятся по сестринским клеткам во втором делении созревания, которое является эквационным (как и обычное деление соматических клеток). После двух делений созревания число хромосом в каждой из клеток оказывается гаплоидным (1n), а общее количество хроматина в каждом клеточном ядре будет соответствовать 1с.

Сперматогенез

 Сперматогене́з — развитие сперматозоида в мужской гонаде. Одна из форм гаметогенеза.

Сперматозоиды развиваются из клеток-предшественников, которые проходят редукционные деления (деления мейоза) и формируют специализированные структуры (акросома, жгутик и пр.). В разных группах животных сперматогенез различается. У позвоночных животных сперматогенез проходит по следующей схеме: в эмбриогенезе первичные половые клетки мигрируют в зачаток гонады, где формируют популяцию клеток, называемых «сперматогониями» [1], с началом половой зрелости сперматогонии начинают активно размножаться, часть из них дифференцируется в другой клеточный тип — «сперматоциты I порядка», которые вступают в мейоз и после первого деления мейоза дают популяцию клеток, называемых «сперматоциты II порядка», которые проходят второе деление мейоза и образуют клеточный тип «сперматиды» [2]; путем ряда преобразований сперматида приобретает форму и структуры сперматозоида (этот последний этап сперматогенеза называется «спермиогенез»).

Сперматогенез у человека

Сперматогенез у человека начинается в пубертантном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин состоит из четырёх циклов и продолжается примерно 64 дня. Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней

Сперматозоиды образуются в яичках, а именно в извитых семенных канальцах. Изнутри семенные канальцы выстланы клетками Сертоли, снаружи окружены базальной мембраной. В стенках извитых семенных канальцев (между клетками Сертоли) расположены клетки-предшественники сперматозоидов (в медицине называемые обычно «незрелыми клетками сперматогенеза»), образующиеся сперматозоиды выходят в просвет семенного канальца и пассивно выводятся из яичка в сторону придатка яичка (проходя через прямые семенные канальцы, которые сливаются вместе в так называемую сеть семенника, а затем сливаются в единый проток придатка яичка).

Сперматагонии, лежащие непосредственно на базальной мембране извитых семенных канальцев, проходят несколько последовательных стадий митотического деления. Общее количество сперматогоний в яичке мужчины составляет около 1 млрд. Различают две основные категории сперматогоний: А и В. Некоторые сперматогонии А, которые делятся митотически, остаются стволовыми, то есть сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дефференцируются в сперматогоний В, которые делятся митотически, дифференцируются в сперматоциты первого порядка и вступают в мейоз.

В результате первого деления мейоза образуются две дочерние клетки сперматоциты второго порядка, каждый из которых  содержит гаплоидный набор (23 у человека) d-хромосом [4]. Вторичные сперматоциты расположены ближе к просвету канальца. Во втором делени мейоза образуются две сперматиды. Таким образом, в результате деления одной сперматогонии образуются четыре сперматиды, каждая из которых обладает гаплоидным набором хромосом.

В ходе сложного процесса спермиогенеза сперматиды дифференцируются в зрелые сперматозоиды. Дифференцирующиеся сперматиды лежат в углублениях плазматической мембраны клеток Сертоли. При спермиогенезе комплекс Гольджи формирует акросому, содержащую протеолитические ферменты (в основном трипсиноподобный фермент акрозин), которые при контакте с яйцеклеткой растворяют участок её блестящей оболочки (zona pellucida).

Сложный процесс сперматогенеза регулируется гормонами. После полового созревания гипоталамус начинает выделять гонадотропный  рилизинг-гормон, под влиянием которого гипофиз секретирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), воздействующий на клетки Сертоли и лютеинизирующий гормон (ЛГ), воздействующие на клетки Лейдига. Последние выделяют большое количество тестостерона. Под влиянием ФСГ клетки Сертоли синтезируют андрогенсвязывающий белок (АСБ), который переносит мужские половые гормоны к сперматогенным клеткам. Морфофункциональное состояние яичка регулируется гормонами аденогипофиза — ФСГ и ЛГ, причём уровень гормонов постоянный, имеются лишь незначительные колебания.