Komórki płciowe:
Pierwotne komórki płciowe:- komórki płciowe – gamety – przenoszą informację genetyczną,- jaja – nieruchome,- plemniki – ruchome,- pierwotne komórki płciowe (k. prapłciowe) powstają bardzo wcześnie w rozwoju osobnika,- miejscem produkcji komórek płciowych u dorosłego osobnika są gruczoły płciowe zwane gonadami.
Spermatogeneza - proces powstawania plemników:- plemniki powstawaj gonadach męskich – jądrach,- jądro zbudowane jest z kanalików nasiennych (cewek) w których odbywa się proces powstawanie plemników.Światła ich łączą się kanalikami wyprowadzającymi, które łącza się z nasieniowodem którym plemniki SA wyprowadzane na zewnątrz.
Przebieg procesu spermatogenezy:- w wierzchołku kanalika mieści się komórka splikalna – spełniająca funkcje odżywcze,- górna proksymalna część kanalika zawiera komórki macierzyste plemników – spermatogonie (powstanie z podziałów z pierwotnych komórek płciowych i pozostaję w stanie spoczynku do osiągnięcie dojrzałości płciowej przez osobnika). - proces ten składa się z dwóch podziałów: · po pierwszym powstają 2 komórki spermatococy II rzędu, · po drugim powstają 4 komórki – spermatydy,- zajmują one następną strefę kanalika i przekształcają się w plemniki- spermatogeneza jest procesem ciągłym i w tym samym jądrze można obserwować kolejne jej stadia.
Przekształcanie się spermatydy w plemniki – spermiogeneza:- spermatyda jest owalną komórką jądro spermatydy ulega spłaszczeniu, a chromatyna zagęszczeniu,- jedynym składnikiem jądra jest DNA – zawierający informację genetyczną. - układ Golgiego składnik cytoplazmy: spermatydy przekształca się w akrosom – czapeczkę otaczając jądro,- z centrioli AG powstaje włókno osiowe Ritki,- Mitochondria gromadzą się w części proksymalnej włókna, przekształcającej się w wstawkę,- cytoplazma zostaje zredukowana a komórka przybiera kształt typowego plemnika.
Budowa plemnika:- dojrzały plemnik składa się z główki, zawierającej akrosom i jądro, wstawki, obejmującej centriolę i mitochondria oraz witki.- otacza go błona cytoplazmatyczna,- szyjka znajduje się bezpośrednio za główką i jest wsunięta w zagłębienie jądra.- W przedniej części główki znajduje się akrosom – zawierający enzymy lizyny, wnętrze główki wypełnia jadro,- wstawka – stanowi przednią rozszerzoną część witki i otoczona jest mitochondriami – główne miejsce wytwarzana energii potrzebnej do ruchu plemnika,- witka – składa się z włókienek stanowiących włókno osiowe. Włókienka stanowią element kurczliwy, który porusza witką.
Oogeneza:
Budowa jajnika:- jajniki ssaków są ciałami parzystymi każdy zbudowany jest z części korowe, która zawiera dorastające pęcherzyki, - oraz części rdzeniowej zbudowanej z tkanki łącznej z nerwami i naczyniami krwionośnymi,- jajnik pokryty jest warstwą nabłonka płciowego,- jajniki powstają podczas rozoruj zarodkowego z niezróżnicowanych płciowo i morfologicznie związków zarodkowych gonach. Dzięki silnej proliferacji komórek nabłonka powierzchniowego tworzą się korowe sznury płciowe. W obrębie tych sznurów mnożą się komórki płciowe à dając pokolenie oogonia à oocyty.
Dojrzewanie pęcherzyka jajnikowego:- jajnik noworodka – oocyty,- pierwotny pęcherzyk jajnikowy – otoczony jest warstwą komórek folikularnych,- komórki folikularne wydzielają płyn, który gromadzi się w jamie pęcherzykowej – pęcherzyki wrastające,- dojrzały pęcherzyk jajnikowy (Graafa), otoczony jest dwuwarstwową osłonką pęcherzykową. Zewnętrzna osłonka zbudowana jest z wydłużonych fibroblastów i włókien kolagenowych,- komórki osłonki wewnętrznej wydzielają hormony steroidowe.
Oogeneza:- w wyniku podziałów komórek prapłciowych à oogonie à oocyty, które po intensywnym wzroście i redukcji chromosomów à ootyda czyli komórka jajowa,- oogonie – podziały mitotyczne,- ostatnie pokolenie oogonia – oocyty I rzędu.
Dojrzewanie pęcherzyka jajnikowego:- komórki folikularne dzielą się à powstaje warstwa ziarnista, komórki tej warstwy dzielą się na dwie populacje jedne otaczają jamę pęcherzyka, drugie tworzą wzgórek jajonośny,- tworzą wieniec promienisty i wytwarzają wokół oocytu osłonkę przejrzystą.- w czasie wzrostu pęcherzyka jajnikowego kończy się pierwszy podział redukcyjny i powstały oocyt II rzędy wchodzi w drugi podział mejotyczny – zahamowania oogenezy,- dojrzały pęcherzyk Graafa zawiera komórkę płciową na etapie oosytu II rzędu,- dokończenie oogenezy nastąpi dopiero po wniknięciu plemnika do oocytu II rzędu. - pod kontrolą czynników hormonalnych dochodzi do owulacji,- ściana pęcherzyka pęka oocyt wylewa się i trafia do lejka jajowodu i dzięki ruchom rzęsek jajowodu odbywa drogę w kierunku macicy,- pęcherzyk Graafa wypełnia się krwią komórki warstwy ziarnistej dzielą się i stają się komórkami luteinowymi,- powstaje ciałko żółte, które jest miejscem produkcji progesteronu.
Przemiany w jądrze i w cytoplazmie oocytu:- oogonia ulegają podziałom mitotycznym, ostatnie pokolenie oogonia oocyty I rzędu wchodzą w profazę I podziału mejotycznego spontanicznie w momencie charakterystycznym dla każdego gatunku i zaprogramowanym genetycznie,- jest to najdłuższy okres oogenezy faza diplotenu,- oocyt wchodzi w okres wielkiego wzrostu, - w cytoplazmie gromadzą się substancje potrzebne do rozwoju zarodka oraz substancje zapasowe w formie żółtka. - po nagromadzeniu odpowiedniej ilości żółtka zostaje dokończony pierwszy podział mejotyczny w wyniku którego powstaje oocyt II rzędu. - oocyt II rzędu po drugim podziale mejotycznym daje ootydę czyli komórkę jajową.
Zapłodnienie:- to połączenie się jaja i plemnika w jedną komórkę,- zaplemnienie - zbliżenie się do siebie dojrzałych gamet,- zaplemnienie: zewnętrzne lub wewnętrzne.
Zaplemnienie zewnętrzne – poza drogami rodnymi samicy:- zwierząt wodne lub przechodzące rozwój zarodkowy w wodzie: jamochłony, szkarłupnie, wiele robaków i mięczaków, większość ryb i płazów bogonowych.
Zaplemnienie wewnętrzne – spotkanie jaja z plemnikiem w drogach rodnych samicy lub w jamie ciała – u wielu bezkręgowców, ryb spodoustych, gadów, ptaków, ssaków. Mozę być:-monospermia,- polispermia.
Kapacytacja:- proces ostatecznego dojrzewania plemników,- zachodzi u zwierząt o zapłodnieniu wewnętrznym podczas ich wędrówki przez macicę i jajowód. - czynniki pobudzające: błona śluzowa jajowodu, płyn jajowodowy,- przygotowanie błony komórkowej do reakcji akrosomalnej i fuzji plemnika z błona komórkową jaja,- zmiany w strukturze i składzie błony komórkowej nad akrosomem,- ubytek cholesterolu,- usunięcie płaszcza glikoproteinowego i zmiany w rozmieszczeniu białek i lipidów w błonie komórkowej nad akrosomem – czyni ją przepuszczalną dla jonów wapnia, potasu i protonów.
Czynniki dekapacytacyjny DF:- hamują kapacytację – znajdują się w płynie najądrza i plazmie nasienia,- czynnikiem tym są substancje otaczające powierzchnię błony plemnika: glikoproteiny, peptydy i lipidy,- DF działa stabilizująco na błonę komórkową i może blokować enzymy niezbędne do zapłodnienia,- DF jest niszczony w płynie jajowodowym miedzy innymi przez amylazę.
Starzenie się plemników: - okres starzenia się jest różny zależy od gatunku,- szczury, myszy – 12-14 godzin,- koń - 144 godziny,- pies – 11 dni,- człowiek – 24-48 godzin- u nietoperzy plemniki przez 5-7 miesięcy nie tracą zdolności do zapłodnienia,- starzenie się plemników jest związane z kapacytacją i zmianami metabolicznymi.
Przechodzenie plemników przez osłony jajowe:- miękkie, galaretowane osłonki jajowe – plemniki przechodzą w dowolnym miejscu,- twarde osłonki – specjalne otworki – mikropyle – zapobiegają polispermi .
Wzajemne oddziaływanie gamet:- u zwierząt o zapłodnieniu zewnętrznym substancje uwalniane z osłonki jajowej to antraktanty lub chemoantraktanty,- działają w niskim stężeniu i na dużą odległość – powodują ruch plemnika zgodny ze zwiększającym się stężeniem czynnika. Działają na plemniki tego samego gatunku,- zapobiegają zapłodnieniu jaja przez plemniki innego gatunku,- u jeżowców osłonka ulega stopniowemu rozpuszczeniu. Substancje z niej uwalniane powodują zwiększenie ruchliwości plemników, są to małe peptydy które wiążą się z glikoproteinowymi receptorami na powierzchni plemnika.
Reakcja akrosomalna:- plemnik wchodzący w kontakt z osłonką jajową ulega reakcji akrosomalnej,- rozerwanie błony akrosomalnej i wydostanie się na zewnątrz enzymów akrosomu, - i wielu zwierząt bezkręgowych wewnętrzna błona akrosomalna tworzy rurkę zwaną nicią akrosomalną, przez którą są wprowadzane enzymy rozpuszczające osłonkę jajową,- główka plemnika wchodzi do osłony i przesuwa się w niej naprzód w kierunku jaja dzięki ruchom witki i uwalnianym w czasie reakcji akrosomalnej apermalizynom.
Reakcja akrosomalna – plemnika ssaka:Plemnik ssaka musi pokonać: - wieniec promienisty,- wzgórek jajonośny,- osłonkę przejrzystą. - aby plemnik mógł przebić się przez osłonkę przejrzystą musi ulec reakcji akrosomalnej,- zmiany morfologiczne zachodzące w plemniku ssaka w czasie reakcji akrosomalnej,- sklejenie się i zlanie się błony komórkowej z błoną akrosomalną na główce plemnika tzw. fuzja,- na skutek fuzji błon w wielu miejscach tworzą się okienka, następni błony fragmentują się i rozpadają na powierzchni tzw. wesikulacja,- pęcherzyki oddzielają się od plemnika i wewnętrzna błona akrosomalna zostaje odsłonięta,- przy wesikulacji z akrosomu uwalniane są enzymy- hialuronidaza – rozpuszcza substancję międzykomórkową łączącą komórki wieńca promienistego i wzgórka jajonośnego, - w reakcji akrosomalnej zostaje odsłonięta wewnętrzna błona akrosomu, z którą związane są akrozyny potrzebne do przejścia plemnika przez osłonkę przejrzystą.
Przejście plemnika przez osłonkę przejrzystą:- przyczepienie się plemnika do osłonki, - mocne związanie się plemnika z osłonką,- mocne związanie zachodzi wyłącznie miedzy plemnikiem a osłonką tego samego gatunku i jest uwarunkowane połączeniem komplementarnych receptorów plemnika i osłonki,- na skutek obecności komórek wzgórka jajonośnego wokół osłonki przejrzystej plemniki wnikają do niej pod kątem ostrym,- plemnik wnika główką do osłonki przejrzystej i przesuwa Siena przód dzięki biczowatym ruchom witki, - akrosomalna błona wewnętrzna pokrywa główkę plemnika,- pełni ona rolę mechaniczną drążącą otwór i chemiczną przez działanie jej enzymów litycznych,- przy przejściu plemnika przez osłonkę tworzy się w niej tunel zapłodnienia,- w osłonce przejrzystej pod wpływem przechodzącego plemnika zachodzą zmiany właściwości fizykochemicznych, zwane reakcją osłonki lub reakcją zony,- reakcja ta blokuje przechodzenie przez osłonkę następnych plemników,- reakcja zony rozchodzi się promieniście po całej osłonce.
Wnikanie plemnika do jaja:- plemnik po przejściu przez osłonkę jajową dostaje się do przestrzeni okołożółtkowej, styka się z oolemmą i wnika do jaja,- u bezkręgowców, robaków, mięczaków i szkarłupni, po przejściu plemnika przez osłonki jajowe, na szczycie główki plemnika wytwarza się jedna lub kilka cieniutkich wypustek tzw. nici akrosomowych. Nić akrosomalna zostaje objęta mikrokosmkami powierzchni jaja i dochodzi do fuzji błon. Błona cytoplazmatyczna plemnika tworzy jedną całość z oolemmą. Główka i witka plemnika zostaje oblane ooplazmą, wskutek czego w miejscu wniknięcia plemnika tworzy się na powierzchni komórki wypukłość zwaną wzgórkiem przyjęcia. - w obrębie główki plemnika, gdzie widoczna jest rozerwana błona komórkowa dochodzi do zlania się jej z oolemmą,- ooplazma wnika pod błonę komórkową plemnika i oblewa jego jądro komórkowe,- przednia część główki plemnika początkowo nie jest otoczona przez oolemmę,- w dalszym etapie otaczają ja wypustki cytoplazmatyczne i na zasadzi fagocytozy zostaje wciągnieta do ooplazmy. Wewnętrzna błona akrosomalna nie łączy się z oolemmą. Witka zostaje wciągnięta na samym końcu.
Aktywacja jaja:Wniknięcie plemnika do jaja powoduje:- podjęcie przerwanej metafazy II podziału mejotycznego,- powstawanie błony zapłodnienia,- wystąpienie reakcji korowej,- wystąpienie bloku polispermii,- syntezę wielu białek.
Reakcje korowa i blok polispermii:- powstanie błony załodnienia,- odsuniecie się błony żółtkowej od oolemmy jaja powoduje powstanie przestrzeni okołożółtkowej,- równoczesne przekształcenia ziaren korowych w warstwie korowej cytoplazmy jaja,- ziarna korowe cytoplazmy jaja pękają a ich zawartość (mukopolisacharydy i białka) jest wyrzucana na zewnątrz do przestrzeni okołożółtkowej i reagują z błoną żółtkową, która przemianie się w błonę zapłodnienia,- reszta materiału pozostała po ziarnach korowych zlewa się w jednorodną warstwę halinową. Uzupełnia ona błonę zapłodnienia i stanowi dodatkową barierę zapobiegającą wniknięciu do jaja dodatkowych plemników – zjawisko to nazwano blokiem polisermii.
Przedjądrza – przedjądrze żeńskie:- u zwierząt u których dojrzewanie oocytu zatrzymuje się na metadazie drugiego podziału mejotycznego, po wyrzuceniu I ciałka kierunkowego chromosomy rozdzielają się na dwie płytki anatazalen,- przesuwają się one do biegunów wrzeciona i szybko kończy się podział wyrzuceniem drugiego ciałka kierunkowego. Do niego przechodzi połowa chromosomów oraz niewielka ilość cytoplazmy,- pozostała w komórce jajowej połowa chromosomów zostaje otoczona otoczką jądrową i tworzy się haploidalne jądro komórkowe – przdjądrze żęńskie.
Przedjądrza – przejdą drze męskie:- po wniknięciu plemnika do cytoplazmy jądro plemnika obraca się o ok. 180˚, także centriola zostaje zwrócona w kierunku jaja. U ssaków zostaje odrzucona witka),- jądro zaczyna wędrować w kierunku jądra jaja. Otoczka jądrowa rozdziela się na małe pęcherzyki i odsłania chromatynę, która dostaje się pod wpływ cytoplazmy. Chromatyna rozluźnia się tzw. de kondensacja chromatyny. Jądro zmienia kształt na owalny,- z pęcherzyków tworzy się ponownie otoczka jądrowa,- przemądrze męskie.
Kariogamia:- kariogamia to najbardziej istotny moment zapłodnienia. Powstaje nowy osobnik zdolny do dalszego rozwoju.- to proces zlania się obu przedjądrzy,- zapłodnione jajo nosi nazwę zogoty,- w momencie kariogamii zostaje wyznaczona pleć osobnika,- u zwierząt dwa główne typy determinacji płci,- jaja mogą być homogametyczne lub hererogametyczne,- dwa typy kariogamii:1. Ascaris2. Jeżowców
Kariogamia typ Ascaris:- nie dochodzi do fuzji przedjądrzy,- zachowują otoczkę jądrowa do czasu kondensacji chromosomów w każdym z nich oraz do wytworzenia wrzeciona podziałowego., Wtedy otoczka ulega fragmentacji a chromosomy ustawiają się we wspólną płytkę metafazalną,- połączenie się chromosomów jaja i plemnika następuje w jądrach komórkowych powstałych po pierwszym podziale bruzdkowania.
Kariogamia – jeżowców:- przedjądrza męskie i żeńskie zbliżają się do siebie. W miejscu zetknięcia ich otoczki jądrowe ulegają fuzji i wytwarza się miedzy nimi mostek,- średnica ostka rozszerza się i powstaje kuliste jądro zygoty.
Etapy rozwoju zarodkowego:
Bruzdkowanie:Blastomery – komórki powstające w skutek podziałów. Morula Szpary między blastomerami zlewają się w jedną jamkę w środku zarodka – jama blastuli (blastocel).Blastoderma – „nabłonek” na powierzchni pęcherzyka zarodka.
Typy bruzdkowania:- proces zależny od ilości żółtka zawartego w jaju.- całkowite,- częściowe.
Typy jaj:1)Alecytalne lub oligolecytalne – bezżółtkowe lub skąpożółtkowe:- u zwierząt żyjących lub rozwijających się w wodzie – jamochłony, jeżowce, zarodki krótko przebywające w osłonkach jajowych,- u zwierząt których rozwój przebiega w organizmie matki – u ssaków.2) Mezolecytalne – o średniej zawartości żółtka:-u zwierząt żyjących lub rozwijających się w wodzie płazy, ryby dwudyszne zarodki długo przebywają w osłonkach jajowych – cały rozwój zarodkowy3) Polilecytalne – bogate w żółtko:- u zwierząt rozwijających się na lądzie owady, gady, ptaki oraz u zwierząt wodnych jak ryby chrzęstno- i kostnoszkieletowe.
Rozmieszczenie przestrzenne składników jaja:- izolecytalne równomierne rozmieszczenie żółtka np. ssaki przeciwnie anizolecytalne,- teolecytalne żółtko skupione w jednej części...
Astrate