Что такое гаметогенез в каких органах он происходит
Сперматогенез и овогенез
Гаметогенез (греч. gamete– жена, gametes – муж + genesis – зарождение)
Гаметогенезом называют процесс образования половых клеток (гамет). Этот процесс происходит у мужских и женских особей в гонадах (половых железах), представленных семенниками (яичками) и яичниками.
Гаметы (n) образуются в результате мейоза из клеток-предшественников (2n, как у соматических клеток). Половые клетки гаплоидны, то есть имеют в два раза меньшее число хромосом, чем клетки-предшественники. Мужская (n) и женская (n) гаметы, сливаясь друг с другом в процессе оплодотворения, образуют зиготу (2n).
Таким образом, за счет гаплоидности гамет (в результате мейоза) поддерживается постоянное количество хромосом в ряду поколений, не происходит их удвоения.
Процессы сперматогенеза и овогенеза (оогенеза) требуют нашего более детального изучения.
Сперматогенез (греч. sperma – семя + genesis – зарождение)
Половые клетки в этой фазе называются сперматоцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.
На фазу роста приходится S-период: происходит удвоение ДНК, в результате чего набор хромосом сперматоцита I порядка становится (2n4c).
Происходит первое деление мейоза (мейоз I). В результате из сперматоцитов I порядка (2n4c) образуются сперматоциты II порядка (n2c). Между мейозом I и мейозом II практически отсутствует интерфаза, поэтому сперматоциты II порядка (n2c) сразу же вступают в мейоз II, в результате которого образуются сперматиды (nc).
Овогенез, или оогенез (греч. ōón — яйцо + genesis – зарождение)
Половые клетки в этой фазе называются ооцитами I порядка, они теряют способность к митотическому делению.
Ооциты I порядка (2n4c) вступают в первое деление мейоза, в результате которого образуются ооциты II порядка (n2c) и первое полярное (направительное) тельце, которое не несет большой функциональной значимости и подвергается дегенерации.
Второе деление мейоза начинается только после взаимодействия овоцита II порядка (n2c) со сперматозоидом. В результате этого образуется яйцеклетка (nc) и второе полярное тельце, которое также подвергается дегенерации.
Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не «яйцеклетка», а ооцит II порядка, который ждет встречи со сперматозоидом для продолжения деления и развития будущего зародыша. Если такого взаимодействия не происходит, то яйцеклетка подвергается дегенерации.
Оплодотворение
При внутреннем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой в женских половых путях, куда самец вводит семенную жидкость со сперматозоидами.
При внешнем оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой вне половых путей самки, например, у двустворчатых моллюсков оплодотворение происходит в мантийной полости самки.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Сравнительная характеристика овогенеза и сперматогенеза
Содержание
Размножение, или самовоспроизведение, является одной из важнейших характеристик природы и присуще живым организмам. Передача генетического материала от родителей к следующему поколению в процессе размножения обеспечивает непрерывность существования рода. Процесс размножения у человека начинается с момента проникновения мужской половой клетки в женскую половую клетку.
Гаметогенез – это последовательный процесс, который обеспечивает размножение, рост и созревание половых клеток в мужском организме (сперматогенез) и женском (овогенез).
Характеристика овогенеза и сперматогенеза
Гаметогенез имеет несколько стадий. Сходство сперматогенеза и овогенеза как раз и заключается в том, что три стадии у них одинаковы.
2. Стадия роста. В этот период клетки значительно увеличиваются в размерах. Сперматогонии и овогонии превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка. Овоциты I порядка достигают больших размеров, поскольку накапливают питательные вещества.
Эти особенности сперматогенеза и овогенеза имеют биологический смысл, который связан с разным назначением мужских и женских гамет. Неравномерное деление клеток при овогенезе (меньше) обеспечивает формирование крупной яйцеклетки, в ней накапливается большее количество питательных веществ, так как из оплодотворенного яйца будет развиваться новый организм.
При сравнительной характеристике овогенеза и сперматогенеза можно заметить, что сперматозоидов образуется значительно больше, и это также имеет биологический смысл.
Яйцеклетку достигает только один сперматозоид, проникает в нее и доставляет свой набор хромосом. Остальные же в процессе поиска яйцеклетки массово погибают.
4. Стадия формирования. Она характерна только для сперматогенеза. Незрелая сперматида превращается в сперматозоид, приобретая свойственный ему вид. Образование сперматозоидов у мужчин начинается только в период полового созревания и происходит в течение всего года. Период развития сперматогоний в зрелые сперматозоиды составляет 74 дня.
Схема овогенеза и сперматогенеза
Краткую, обобщенную характеристику овогенеза и сперматогенеза представляет следующая таблица сперматогенеза и овогенеза:
Что такое гаметогенез в каких органах он происходит
Примордиальные половые клетки можно обнаружить на четвертой неделе развития за пределами зародыша в эндодерме желточного мешка. Оттуда они мигрируют в течение шестой недели в половые гребешки и объединяются с соматическими клетками, формируя примитивные гонады, которые вскоре дифференцируются в яички или яичники, в зависимости от состава половых хромосом зиготы (XY или XX).
И при сперматогенезе, и при овогенезе происходит мейотическое деление, однако имеются важные различия в его деталях и сроках, что может иметь клинические и генетические последствия для потомства. Женский мейоз начинается рано в ходе эмбрионального развития в ограниченном количестве клеток. Напротив, мужской мейоз происходит непрерывно во многих клетках в течение всей взрослой жизни мужчины.
Непосредственно изучать мейоз человека весьма затруднительно. У женщин основные этапы мейоза происходят в яичниках плода, в овоцитах перед овуляцией и после оплодотворения. Хотя клетки после оплодотворения можно изучать in vitro, доступ к более ранним этапам ограничен.
Добыть тестикулярный материал для исследования мужского мейоза менее сложно, так как биопсию яичка включают в обследование многих мужчин, посещающих клиники по лечению бесплодия. Получено множество сведений о цитогенетических, биохимических и молекулярных механизмах нормального мейоза и причинах и последствиях мейотических нарушений.
Сперматогенез
Сперматозоиды формируются в семенных канальцах яичек после достижения полового созревания. Канальцы заполнены сперматогониями на разных ступенях дифференцировки. Эти клетки происходят из первичных половых клеток в результате длинной серии митозов. Последним типом клетки в последовательности сперматогенеза являются первичные сперматоциты, которые вступают в первое деление мейоза, формируя два гаплоидных вторичных сперматоцита.
Вторичные сперматоциты быстро проходят второе деление мейоза, образуя две сперматиды, которые без дальнейшего деления созревают в сперматозоиды. У человека этот процесс занимает около 64 дней. Образуется огромные количество сперматозоидов, обычно около 200 млн на одно семяизвержение, а в течение целой жизни примерно 1012, для чего необходимы многие сотни предшествующих митозов.
Овогенез
В отличие от сперматогенеза, который начинается при достижении половой зрелости и продолжается всю жизнь, овогенез начинается еще в ходе пренатального периода. Яйцеклетка развивается из овогониев, клеток в коре яичника, происходящих из первичных половых клеток в результате примерно 20 митозов. Каждый овогоний — центральная клетка в развивающемся фолликуле.
Примерно на третьем месяце внутриутробного развития овогоний зародыша начинают образовывать первичные овоциты, большинство из которых входит в профазу первого деления мейоза. Процесс овогенеза не синхронизирован, и как ранние, так и конечные его этапы сосуществуют в яичниках плода. На момент рождения девочки имеется несколько миллионов овоцитов, но в основном они деградируют.
Созревают и овулируют в конечном счете всего около 400 яйцеклеток. Первичные овоциты практически завершают профазу первого деления мейоза к моменту рождения, и те из них, которые не подвергаются дегенерации, остаются в этой фазе довольно долго, до овуляции в ходе менструального цикла.
С наступлением половой зрелости отдельные фолликулы примерно один раз в месяц начинают расти, созревать и овулировать. Перед овуляцией овоцит быстро завершает деление мейоза I таким образом, что одна клетка-потомок становится вторичным овоцитом (или яйцеклеткой), содержащим почти всю цитоплазму с органеллами, а вторая превращается в первое направительное (полярное) тельце.
Быстро начинается второе деление мейоза, во время овуляции доходит до стадии метафазы, где процесс деления приостанавливается, завершаясь в случае наступления оплодотворения.
Оплодотворение у человека
Оплодотворение яйцеклетки обычно происходит в фаллопиевых трубах в течение примерно суток после овуляции. Хотя около яйцеклетки может присутствовать множество сперматозоидов, проникновение в яйцеклетку первого же из них запускает цепочку биохимических событий, предотвращающих проникновение других сперматозоидов.
За оплодотворением следует завершение второго деления мейоза с образованием второго полярного тельца. Хромосомы оплодотворенного яйца и сперматозоида образуют пронуклеусы, окруженные ядерной мембраной. Вскоре после оплодотворения хромосомы зиготы удваиваются и она делится митозом, формируя две диплоидных дочерних клетки. Это первый митоз в серии дроблений, инициирующий процесс развития эмбриона.
Хотя развитие начинается с образования зиготы (зачатия), в клинической медицине начало и длительность беременности обычно рассчитывают от начала последнего менструального цикла, примерно за 14 дней до зачатия.
Учебное видео: мейоз и его фазы
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Гаметогенез
теория по биологии 🌿 размножение и онтогенез
Половые клетки бывают двух типов: мужские, сперматозоиды, и женские, овоциты или ооциты (допускаются оба названия). Процесс их созревания называется гаметогенезом.
У половых клеток во время развития повышена чувствительность к неблагоприятным условиям среды, таким как радиация, воздействие на организм ядов, наркотиков, алкоголя, табака. Именно поэтому здоровый образ жизни нужно поддерживать, ведь все эти факторы скажутся на здоровье будущего потомства. Это могут быть и генетические мутации, заболевания, врожденные пороки развития плода и даже летальный исход.
Особенно уязвимы именно женские половые клетки, ведь они не образуются в течение всей жизни, а только во время эмбриогенеза, затем они хранятся в яичниках до полового созревания. Дальше эти клетки выходят яйцеводы, двигаются к матке. Либо происходит оплодотворение, зигота прикрепляется к стенке матки для дальнейшего развития, либо яйцеклетка выводится из организма.
Что касается мужских клеток, то они приступают к гаметогенезу вместе с началом полового созревания особи, а заканчивается гаметогенез в старости.
Несмотря на то, что клетки очень разные, в фазах их развития присутствуют сходства. Разберем их.
Сходства в фазах гаметогенеза
Как можно догадаться из названия, в это время созревания гаметы активно увеличивают своё количество, то есть делятся. Так как это только начало цикла, то клетки, которые кладут начало всему называются первичными клетками, они диплоидны.Эти клетки называются овогониями и сперматогониями соответственно. Увеличения количества используется митоз. Это сравнимо с размножением любых других клеток организма.
В случае самцов процесс называется сперматогене´з, а у самок – овогене´з / оогене´з.
II Фаза. Фаза роста.
Будущие гаметы увеличиваются в размерах, запасают питательные вещества, а ДНК удваивается. Напоминает синтетическую фазу интерфазы. Клетки готовятся к новым делениям.
Дальше пути развития расходятся.
Различия гаметогенеза
III Фаза. Фаза созревания. Сперматогенез.
В фазу созревания клетки переходят в привычное нам состояние, то есть становятся гаплоидными. Для того, чтобы не путать, диплоидны они или гаплоидны, вспомните о том, что половые клетки нужны для того, чтобы в ходе слияния получилась зигота, а затем эмбрион и особь того же вида. Легко соотнести это с человеком, у которого 46 хромосом, набор диплоидный, значит, сливаются 23 и 23 хромосомы, то есть 2 гаплоидные клетки.
Для того чтобы клетка из диплоидной стала гаплоидной, она претерпевает мейотическое деление, не зря его называют редукционным. Как мы уже знаем, в результате мейоза из одной диплоидной клетки получаются 4 гаплоидных.
Затем из этих 4 гаплоидных клеток образуются 4 сперматозоида, каждый из которых способен оплодотворить яйцеклетку. Это фаза формирования. У мужских половых клеток появляется жгутик и другие особенности строения.
III Фаза. Фаза созревания. Овогенез.
Гаметы в эту фазу так же делятся мейотически, но распределение цитоплазмы между дочерними клетками идет иначе: клетки, из которых будут развиваться сперматозоиды, получаются абсолютно идентичны, чего не сказать о клетках в цикле овогенеза.
Одна из клеток первой волны деления получает существенно больше цитоплазмы, чем другая. Они по закономерностям деления становятся гаплоидными.
Затем идет второе деление мейоза, Клетка с большим количеством цитоплазмы делится. Одна из ее дочерних клеток получает много цитоплазмы, а вторая – мало. Тем временем делится вторая клетка, получившаяся в результате первого деления. У нее мало цитоплазмы, она делится, получаются клетки, идентичные ей.
В результате, после фазы созревания овогенеза имеет 1 большую яйцеклетку и 3 крохотных. Эти маленькие яйцеклетки не способны к оплодотворению, они называются направительными тельцами. Такой механизм заложен для того, чтобы количество яйцеклеток не было большим, а питательных веществ было достаточно для последующего развития плода. Фазы формирования у женских гамет нет.
Задание EB0819D Установите соответствие между процессами и зонами гаметогенеза, обозначенными на рисунке цифрами 1, 2, 3: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. 
