Часть серии по |
Секс |
---|
Биологические термины |
Половое размножение |
Сексуальность |
|
Гаметогенез - это биологический процесс, с помощью которого диплоидные или гаплоидные клетки-предшественники подвергаются клеточному делению и дифференцировке с образованием зрелых гаплоидных гамет . В зависимости от биологического жизненного цикла в организме , гаметогенеза происходит путем мейотического деления диплоидных гаметоцитов в различные гаметы, или путем митоза. Например, растенияпродуцируют гаметы посредством митоза в гаметофитах. Гаметофиты растут из гаплоидных спор после спорового мейоза. Существование многоклеточной гаплоидной фазы в жизненном цикле между мейозом и гаметогенезом также называют чередованием поколений .
У животных [ править ]
Животные производят гаметы непосредственно через мейоз из диплоидных материнских клеток в органах, называемых гонадами ( семенники у мужчин и яичники у женщин). Самцы и самки видов, размножающихся половым путем, имеют разные формы гаметогенеза:
- сперматогенез (мужской)
- оогенез (самка)
Этапы [ править ]
Однако до превращения в гаметогонию эмбриональное развитие гамет у самцов и самок одинаково.
[1] Общий путь [ править ]
Гаметогонии обычно рассматриваются как начальная стадия гаметогенеза. Тем не менее, сами по себе являются gametogonia наследников примордиальных зародышевых клеток (ПЗК) из дорсальной энтодермы из желточного мешка мигрируют по кишке к гонад хребта . Они размножаются путем митоза и, достигнув гребня гонад на поздней эмбриональной стадии, называются гаметогониями. После того, как половые клетки превратились в гаметогонии, они перестают быть одинаковыми у мужчин и женщин.
Индивидуальный путь [ править ]
У гаметогоний мужские и женские гаметы развиваются по-разному: мужские - за счет сперматогенеза, а женские - за счет оогенеза. Однако по соглашению для обоих характерен следующий шаблон:
Тип ячейки | плоидность / хромосомы у людей | Число копий ДНК / хроматиды у человека [Примечание 1] | Процесс |
гаметогоний | диплоид (2N) / 46 | 2С до репликации, 4С после 46 до, 46 × 2 после | гаметоцитогенез (митоз) |
первичный гаметоцит | диплоид (2N) / 46 | 2С до репликации, 4С после 46 до, 46 × 2 после | гаметидогенез ( мейоз I) |
вторичный гаметоцит | гаплоид (N) / 23 | 2C / 46 | гаметидогенез (мейоз II) |
гаметид | гаплоид (N) / 23 | С / 23 | |
гамета | гаплоид (N) / 23 | С / 23 |
Гаметогенез in vitro [ править ]
Гаметогенез in vitro (IVG) - это метод развития гамет , генерируемых in vitro , то есть «создание яиц и сперматозоидов из плюрипотентных стволовых клеток в культуральной чашке». [2] Этот метод в настоящее время применим на мышах и, вероятно, будет иметь успех в будущем у людей и нечеловеческих приматов. [2]
В гаметангии [ править ]
Грибы, водоросли и примитивные растения образуют специализированные гаплоидные структуры, называемые гаметангиями , в которых гаметы образуются посредством митоза. У некоторых грибов, таких как Zygomycota , гаметангии представляют собой отдельные клетки, расположенные на концах гиф , которые действуют как гаметы, сливаясь в зиготу . Чаще всего гаметангии представляют собой многоклеточные структуры, которые разделяются на мужские и женские органы:
- антеридий (самец)
- архегоний (самка)
В цветковых растениях [ править ]
У покрытосеменных мужские гаметы (всегда две) образуются внутри пыльцевой трубки (у 70% видов) или внутри пыльцевого зерна (у 30% видов) в результате деления генеративной клетки на два ядра сперматозоидов. В зависимости от вида, это может произойти во время формирования пыльцы в пыльнике (трехклеточная пыльца) или после опыления и роста пыльцевой трубки (пыльца двухклеточная в пыльнике и рыльце). Женские гаметы образуются внутри зародышевого мешка в яйцеклетке .
Мейоз [ править ]
Мейоз является центральным признаком гаметогенеза, но адаптивная функция мейоза в настоящее время является предметом дискуссий. Ключевым событием во время мейоза является спаривание гомологичных хромосом и рекомбинация (обмен генетической информацией) между гомологичными хромосомами. Этот процесс способствует увеличению генетического разнообразия среди потомства и рекомбинационной репарации повреждений ДНК, которые передаются потомству. Чтобы объяснить адаптивную функцию мейоза (а также гаметогенеза и полового цикла), некоторые авторы подчеркивают разнообразие [3], а другие - репарацию ДНК . [4]
См. Также [ править ]
- Сперматогенез in vitro
- Микрогаметогенез
Заметки [ править ]
- ^ Источники смешиваются при использовании этой системы нумерации. В некоторых источниках при написании «n» используется хроматидное число, а не число плоидности. Следовательно, гаметогоний и первичный гаметоцит будут иметь значение «4n», а не «2n» с «4c» для копий. Система, используемая ниже, была определена консенсусом Википедии и не обязательно должна использоваться в качестве окончательного источника по проблеме.
Ссылки [ править ]
- ^ Макриникола, Наталья; Миранда, Регина (август 2019). «Активное использование Facebook и настроение: когда цифровое взаимодействие становится неадаптивным» . Компьютеры в поведении человека . 97 : 271–279. DOI : 10.1016 / j.chb.2019.02.012 . ISSN 0747-5632 .
- ^ a b Коэн, Гленн; Дейли, Джордж К .; Адаши, Эли Ю. (11 января 2017 г.). «Подрывные репродуктивные технологии» . Трансляционная медицина науки . 9 (372). DOI : 10.1126 / scitranslmed.aag2959 . Проверено 16 января 2017 года .
Гаметогенез in vitro (IVG) - образование яйцеклеток и сперматозоидов из плюрипотентных стволовых клеток в культуральной чашке. В настоящее время применимая на мышах IVG готова к будущему успеху у людей и обещает новые возможности в области репродуктивной и регенеративной медицины.
- ^ Харрисон CJ, Alvey E, Henderson IR (2010). «Мейоз у цветковых растений и других зеленых организмов» . J. Exp. Бот . 61 (11): 2863–75. DOI : 10.1093 / JXB / erq191 . PMID 20576791 .
- ^ Mirzaghaderi G, Hörandl E (2016). «Эволюция мейотического пола и его альтернативы» . Proc. Биол. Sci . 283 (1838 г.). DOI : 10.1098 / rspb.2016.1221 . PMC 5031655 . PMID 27605505 .