精子发生

2012-11-21 亲子百科 560人浏览

从精原细胞发育为精子的过程,这过程在高等动物中大致相似,都是在睾丸的曲细精管(生精小管)内进行的.哺乳类的精原细胞可以作为干细胞增生繁殖,产生新的干细胞并能产生进行分化的细胞;这不仅保存了干细胞本身的世代,并且能源源不断地产生分化细胞,再由后者产生初级精母细胞.至于它们经过多少次有丝分裂产生出初级精母细胞,各类动物不尽相同.除最早的精原细胞以外,在精子发生过程中每次有丝分裂之后,细胞质都不完全分开,细胞之间有间桥相连,形似合胞体.这可能有利于细胞之间维持严格的同步性,有利于同时产生大量的精子.

精母细胞产生后,进入生长期,体积增大,此时称为初级精母细胞.它们的细胞核合成 DNA,染色质发生一系列的复杂变化,准备第一次成熟分裂(见减数分裂).分裂后每个初级精母细胞产生两个与体细胞DNA数相同的次级精母细胞.后者不复制 DNA,经过较短时间的停留,就进入第二次成熟分裂,形成两个精子细胞.所以一个初级精母细胞经过两次成熟分裂形成四个单倍体精子细胞.在各种动物精子发生中只有这个阶段大体相似.

由精子细胞成为精子的过程叫精子形成,也称为精子变态.这一过程极为复杂,主要是细胞核和细胞器发生急剧变化.细胞核中核蛋白成分发生显著变化,导致染色质致密化,核的体积缩小.在有些动物中鱼精蛋白取代了核中的组蛋白.高尔基器、中心?拖吡L灞浠?埠艽?由一系列小泡所组成的高尔基器,其中有些小泡中产生顶体前颗粒.小泡不断扩大合并成较大液泡,覆盖于核的前端,并进一步演变为帽状顶体.顶体前颗粒也汇集成较大的、显示粘多糖反应的顶体颗粒.中心粒在高尔基器变化的同时一分为二并相互移开,近端中心粒位于核后端的凹陷中,远端中心粒形成鞭毛的轴丝,以后消失.线粒体则重新分布,围绕着轴丝形成螺旋.这种运动与线粒体周围的肌动蛋白纤维有关.在这些变化的同时,大部分细胞质聚集到颈部,仅通过一细柄与精子相连.这时精子的尾部已从后端长出,当此细柄断开时,精子即与细胞质(称为残体)脱离进入到曲细精管的管腔中.

精子发生的全部过程与支持细胞有密切关系.曲细精管上皮由长柱状、底部较宽顶部较窄的支持细胞和生殖细胞组成.精母细胞处于支持细胞与曲细精管的基膜之间,二者之间有桥粒样连接相连(见细胞间连结).进行成熟分裂的精母细胞逐渐向精细管的管腔移动,这主要是靠支持细胞本身的运动(可能与其中丰富的微丝有关).各级精母细胞位于支持细胞的凹窝中,或两个相邻支持细胞形成的凹窝中,并且与支持细胞的细胞膜形成间隙连接,借此相连.各级精母细胞按照成熟的程度排列,处于变态中的精子细胞更靠近顶部.在这里,支持细胞通过两种结构与精子细胞发生联系:一是外质中的肌动蛋白纤维形成的连接结构;另一种是球带状复合体,后者是支持细胞的顶部表面和精子细胞的头部表面共同形成的.由于从精原细胞不断产生精母细胞进行置换,因而产生出这样精确的排列.

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