Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) — это, пожалуй, самый известный из всех репродуктивных методов. Его назначают, когда у женщины отсутствуют фаллопиевы трубы, когда фаллопиевы трубы заблокированы или когда другие методы не помогли.
Как устроены сперматозоиды: функции и строение
Сперматозоиды человека — это мужские половые клетки. Он содержится в сперме и выделяется во время эякуляции. Он используется для оплодотворения женских гамет. Он имеет X или Y хромосому, которая определяет пол ребенка.
Эта статья была проверена акушером-гинекологом д-ром ДмитриевымДмитриевым.
- Строение сперматозоида
- Состав спермы
- Срок жизни сперматозоида
- Дефекты сперматозоидов
- Нет времени читать?
Левенгук (1677), первооткрыватель спермы, назвал сперматозоиды «сперматозоидами» и предположил, что они участвуют в зачатии. До этого сперматозоиды считались паразитами.
Мужские гаметы формируются из клеток-предшественников и размножаются в семенниках. Этот процесс называется сперматогенез и происходит под гормональным контролем. Каждая клетка несет один набор хромосом (семиномы). Если нет никаких отклонений, то должно быть ровно 23 хромосомы. Если они присутствуют в большей или меньшей степени, то у плода имеется серьезная генетическая аномалия.
Основная функция сперматозоида — оплодотворить яйцеклетку с 23 хромосомами. Сперматозоиды попадают в женскую репродуктивную систему вместе со спермой во время эякуляции. Процесс ареста происходит в трубе. Половые гаметы объединяются, образуя новый организм — диплоидную зиготу, состоящую из 46 отцовских и материнских хромосом. Затем развивается зародыш, а за ним плод. Этот процесс называется гестацией или беременностью и длится 40 недель в акушерском понимании и 38 недель в фетальном.
Яйцеклетка всегда содержит только одну Х-хромосому. Если она оплодотворена мужской Y-клеткой, то будет мальчик, если X-клетка — девочка.
Строение сперматозоида
Сперматозоиды — это эукариоты (одноклеточные организмы с ядром). Чтобы произошло зачатие, мужские гаметы должны проделать долгий путь: они проникают в яйцевод, достигают яйцеклетки, пересекают золотую оболочку, защищающую женские клетки, и проникают в их генетический материал. Это возможно благодаря анатомическому строению сперматозоида. Каждая структура имеет четко определенную функцию. Головка сперматозоида определяется как ложкообразная, поскольку она овальная, слегка вогнутая с одной стороны и сжатая по бокам.
Голова, которая несет генетическую информацию, состоит из
- мелкого ядра с гаплоидным набором хромосом, которое входит в яйцеклетку и соединяется с ее 23-хромосомным ядром. В результате слияния образуется диплоидный 46-хромосомный организм;
- акросомы – мембранный пузырёк с веществами, позволяющими растворить оболочку яйцеклетки. Акросома примерно одинакового размера с ядром, составляет 40-70% общего объема головки. При контакте с женской гаметой выбрасываются литические ферменты, растворяющие маленькую область оболочки. Всего ферментов 15, основной — акрозин;
- центросомы – совокупность микротрубочек, обеспечивающих подвижность хвоста и участвующих в первичном делении зиготы.
Центральная часть» позади головы, между которыми находится шея, имеющая небольшое сужение. Хвост находится позади центральной части, через которую проходит жгутиковый скелет, состоящий из белковых внутриклеточных структур (микротрубочек).
Цитоскелет окружен спиралевидной митохондрией, состоящей из 28 митохондрий. Движение жгутика обеспечивается аденозинтрифосфатом (вид топлива), вырабатываемым митохондриями. За серединой находится длинный, тонкий хвост, который отвечает за подвижность клеток. Его толкающее движение подталкивает сперматозоид к яйцеклетке. Дефекты флага приводят к снижению подвижности половых клеток и развитию сперматореи.
Сперматозоиды выполняют очень специфическую функцию. Они не содержат рибосом (немембранных клеточных органелл), поскольку им не нужно вставлять ДНК в ооцит.
Структура сперматозоидов.
Состав спермы
При прохождении через семенной пузырек перед эякуляцией сперматозоиды смешиваются с содержимым семенного пузырька, простаты, уретроцитарных желез и клеток Сертоли. Жидкая среда переносит сперматозоиды в протоки.
До 75% смачиваются сперматоцистами.
- специфических ферментов;
- аминокарбоновых кислот;
- белков;
- аскорбиновой кислоты;
- цитрат-иона;
- флавинов (органические соединения);
- фруктозы (моносахарид);
- простагландинов (липидные вещества);
- фосфорилхолинов (группа фосфолипидов).
Здоровый эякулят должен быть белого, сероватого или желтоватого цвета. Розовый цвет придает кровь (васкулопатия) при патологических состояниях. Это одна из причин для срочной консультации у уролога. Дефицит питательных веществ, абитаминоз, является одной из обычных причин бесплодия у мужчин. Это состояние требует особого лечения.
Хромосомы делятся на аффилированные ядра, которые делятся на строго измеренные величины. У мужчин это имеет биологическое значение. Митоз увеличивает популяцию клеточной ткани и обеспечивает долголетие организма.
Хромосомы
Хромосомы находятся в ядре клеток и являются основными компонентами ядра.
Химический состав хромосом на 50% состоит из ДНК и на 50% из белка.
Функция хромосом заключается в хранении генетической информации.
Хромосомы могут быть простыми (состоящими из одной хромосомы) или дуплексными (состоящими из двух хромосом). Центромера (первичный узел) — это место соединения двух сегментов хромосомы.
- Одинарная хромосома превращается в двойную в процессе удвоения ДНК (репликации, редупликации) в интерфазе.
- Двойная хромосома превращается в две одинарные (хроматиды становятся дочерними хромосомами) после разделения соединяющей их центромеры (в анафазе митоза и анафазе II мейоза).
Наборы хромосом
Наборы хромосом следующие.
- одинарный (гаплоидный, n), у человека 23
- двойной (диплоидный, 2n), у человека 46
- тройной (триплоидный, 3n)
- четверной (тетраплоидный, 4n) и т.п.
Аплоомы характерны для гамет (половых клеток, сперматозоидов и яйцеклеток) и спор. Дубликаты — это особенности соматических клеток (соматических клеток).
- Гаплоидный набор превращается в диплоидный при оплодотворении (происходит слияние двух гаплоидных гамет, получается диплоидная зигота).
- Диплоидный набор превращается в гаплоидный в первом делении мейоза (происходит независимое расхождение гомологичных хромосом, количество хромосом уменьшается в два раза).
Тройные наборы хромосом являются особенностью эндосперма семени цветкового растения. При двойном оплодотворении они выстреливают друг в друга:.
- гаплоидные спермий и яйцеклетка; получается диплоидная зигота, из которой образуется зародыш;
- гаплоидный спермий и диплоидная центральная клетка зародышевого мешка; получается триплоидный эндосперм.
Решение проблемы Число хромосом: 1) Необходимо понять, где находится число хромосом.
- если в гамете, то данное в задаче число – n
- если в соматической клетке, то 2n
- если в эндосперме, то 3n
2) Математика, вычислить n n
3) Математика-два: если n = 24, то
- в гамете будет n=24
- в соматической клетке будет 2n=2×24=48
- в эндосперме будет 3n=3×24=72
Ещё можно попытаться понять
Выберите правильный вариант. Сегменты хромосом потомства становятся хромосомами после 1) сегрегации соединяющих их кинетохоров 2) клеток на экваториальном уровне хромосомы 3) обмена частями между гомологичными хромосомами 4) сцепления.
Выберите правильный вариант. Если материнская клетка содержит 12 хромосом, какой набор редукций имеет клетка после редукции? 1) 6 2) 12 3) 3 4) 24
Выберите правильный ответ. Четырехслойные организмы образуют гаметы 1) простые 2) удвоенные 3) трехслойные 4) тетраплоидные
Выберите правильный вариант. Одна молекула нуклеиновой кислоты в сочетании с белком — это 1) хлоропласт 2) хромосома 3) ген 4) митохондрия
Выберите правильный вариант. Восстановление диплоидного набора хромосом у гиготы происходит в результате 1) редукции 2) митоза 3) оплодотворения 4) сцепления связей
Хромосомы кроакеров, за исключением двух, используют следующие характеристики для описания структуры хромосом эукарийцев Определите две функции, которые «выбиваются» из общего каталога, и опишите перечисленные номера. 1) Хромосомы состоят из белков и ДНК.
Хромосомы, отличающиеся от рисунка. Все признаки, кроме следующих двух, используются для описания структуры клетки, изображенной на диаграмме. Найдите две особенности, которые «выбиваются» из общего каталога, и отметьте номер под ними. 1) они всегда состоят из одного х 2) 2) ДНК и белков 3) когда они делятся, они компактны и прозрачны под микроскопом 4) 2х во время мезофазы)
Для описания хромосомного набора используются все перечисленные ниже признаки, кроме двух. Определите два признака, которые «выбиваются» из общего списка, и напишите ниже номер, к которому они относятся. 1) Индивидуальны для каждого вида 2) Идентичны для разных полов 3) Всегда диплоидны 4) Обычно 23 пары гомологичных хромосом у самок 5) Обычно зародышевая половина хромосомы
Все клетки являются гаплоидными, за исключением двух, перечисленных ниже. Определите две ячейки, которые «выпали» из общего списка, и запишите номера под ними. 1) Клетка гаметофита папоротника 2) Клетка проростка мха 3) Сперматозоид сосны 4) Клетка яйца собаки 5) Клетка кожи голубя
ДИПЛОИДНЫЙ НАБОР ХРОМОСОМ Все приведенные выше примеры клеток имеют диплоидный набор хромосом, за исключением двух. Найдите два «недостающих» примера из общего списка и запишите их номера ниже. 1) клетка эндосперма семени лука 2) сфера, разделенная копьем 3) зигота кошки 4) зародышевая клетка пыльцы яблока 5) клетка семени махорки
ГАПЛОИД-ДИПЛОИД 1. Соотнесите эукариотические клетки с набором хромосом в них: 1) моноплоидные, 2) диплоидные. Напишите цифры 1 и 2 в порядке следования букв. A) семя мха B) семя сосны C) лейкоцит лягушки D) нейрон человека D) конский хвост E) яйцо медоносной пчелы
Выберите правильный вариант. Восстановление диплоидного набора хромосом у гиготы происходит в результате 1) редукции 2) митоза 3) оплодотворения 4) сцепления связей
Сколько хромосом в сперматозоиде и яйцеклетке человека
Процесс беременности человека зависит от способности клеток к оплодотворению и прохождению митотического процесса. Генетические исследования позволили ученым выделить структуры хромосом и классифицировать их в соответствии с функциональным назначением клетки. Количество хромосом в сперме и яйцеклетках человека зависит от количества репродуктивных стадий, которые проходит организм во время оплодотворения.
Количество хромосом в сперматозоиде и яйцеклетке
Хромосомы являются частью клеточного ядра в виде нитей, несущих наследственную информацию. Общее число хромосом у человека составляет 46. Каждая соматическая клетка состоит из 23 пар хромосом, и каждая из этих пар может внести свой вклад в развитие особенностей человеческого организма. В то же время хромосомы от первой пары до 22-й пары имеют двойную структуру. Помимо аутосом, в организме содержатся половые клетки, сперматозоиды и яйцеклетки. Структура половых клеток зависит от количества хромосом. Сперматозоид и ооцит содержат моноплоидный набор хромосом (23 хромосомы на половую клетку).
Формирование половых клеток
Процесс прорастания половых клеток и их последующего строения и роста определяется гаметогенезом. Он состоит из нескольких этапов:.
В женском организме гаметогенез известен как овуляция. В мужском организме этот процесс называется сперматогенезом. Результат объединения мужской и женской половых клеток определяет количество хромосом, присутствующих в оплодотворенной яйцеклетке. Когда яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, образуется зигота. Поскольку половые клетки содержат моноплоидный (одинарный) набор хромосом, при объединении отцовской и материнской клеток образуется диплоидный (двойной) набор хромосом. При успешном зачатии оплодотворенная яйцеклетка имеет 46 хромосом.
Патологии в гаметах
Числовые аномалии в половых клетках:.
Эти аномалии встречаются чаще, чем соматические аномалии, но не вызывают серьезных последствий. Моносоматизм — это состояние, при котором женская зародышевая линия состоит только из одного Х, а другие значения отсутствуют или деформированы. Впервые он был описан в 1925 году. Клиническими проявлениями были отсутствие менструаций, бесплодие, наличие крыльев шеи и развитие аменореи. Патология была названа синдромом Шерешевского-Тернера двумя экспертами, опубликовавшими свои выводы. Моносомный пол может стать причиной аномального полового развития, а также аномалий внутренних органов.
У девочек, родившихся с лишней хромосомой (XXX), наблюдаются более легкие клинические симптомы, такие как легкая умственная отсталость, нерегулярные менструации или отсутствие менструальных циклов. Трисомия по Х-хромосоме не вызывает бесплодия. В хромосомных наборах рожденных детей нет никаких отклонений. Большое увеличение хромосом X (XXXX) и (XXXX) у женщин приводит к значительным аномалиям. Все они имеют значительно сниженный интеллект, карликовость и врожденные пороки развития.
Кариотип 1. В кариотипе яблока 34 хромосомы. Сколько хромосом содержит клетка эндосперма семени? Запишите в ответе только соответствующее число.
Чего не покажет кариотипирование?
Кариотипирование — очень эффективный и полезный метод диагностики, но его возможности ограничены. Он не может выявить многие генетические заболевания:.
- Точечные мутации, когда изменения происходят в отдельных «буквах» генетического кода.
- Небольшие делеции, дупликации и другие нарушения, когда пострадавший участок хромосомы настолько мал, что его не видно под микроскопом.
- Мультифакториальные заболевания, в развитии которых принимают участие многие гены и факторы окружающей среды.
- Не всегда можно выявить мозаицизм. Для этого нужно проанализировать больше клеток, чем во время стандартного анализа.
На самом деле, существуют тысячи генетических заболеваний, которые невозможно выявить с помощью кариотипирования. Используются и другие генетические тесты, такие как полимеразная цепная реакция (ПЦР), флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) и секвенирование следующего поколения (NGS).
Репробанк использует самые современные методы генетической диагностики, которые позволяют выявить 85% всех известных мутаций, связанных с генетическими заболеваниями. Тест проводится для всех доноров зародышевой линии.
Что делать, если выявлены нарушения в количестве и структуре хромосом?
Если обнаружен аномальный кариотип, необходимо проконсультироваться с клиническим генетиком. Он расшифрует результаты и примет решение о дальнейшем лечении. В случаях тяжелых хромосомных аномалий, когда зачатие невозможно или ребенок с большой вероятностью родится больным, обычно рекомендуются донорские яйцеклетки или сперма. Репробанк имеет обширный список доноров, которые прошли детальное медицинское обследование, заполнили подробную анкету и предоставили фотографии своих детей.
Возможно, когда-нибудь наука позволит врачам быстро «исправлять» хромосомные аномалии в половых клетках или во всем человеческом организме. До этого еще далеко. Однако репродуктивная медицина предлагает варианты, которые могут помочь большинству людей зачать и родить здоровых детей. Одним из них является использование донорских материалов, и эта услуга доступна на Репробанке.
Любакова Анастасия Владимировна.
Он отвечает за генетическое тестирование доноров в Reprobank и подбирает доноров для пар, у детей которых ранее были диагностированы генетические отклонения.
6.В результате редукции у дрозофилы образовалось четыре клетки, каждая из которых содержит четыре хромосомы. Сколько хромосом содержит соматическая клетка дрозофилы? Запишите в ответе только соответствующее число.
Конструкция и особенности сперматозоида
Сперматозоиды настолько отличаются от всех других клеток организма, что они настолько малы, что их можно наблюдать только под микроскопом.
Ученые высказали теорию, что мужские сперматозоиды более подвижны, но живут всего один день. Сперматозоиды с Х-хромосомами, с другой стороны, могут жить до четырех дней, но они менее подвижны. Поэтому, если родители хотят иметь сына, процесс задержки должен происходить непосредственно в день овуляции.
- 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 происходит при слиянии мужской и женской гамет. Гаметогенез — это сложный процесс, в ходе которого оплодотворение проходит множество стадий, необходимых для рождения потомства.
