Гамет ( / ɡæmiːt / ; от Древнегреческой γαμετή гаметы из gamein «вступить в браке») является гаплоидными клетками , что сливается с другими гаплоидными клетками во время оплодотворения в организмах , которые размножаются половым путем . [1] Гаметы - это репродуктивные клетки организма , также называемые половыми клетками . [2] У видов, которые производят два морфологически различных типа гамет, и у которых каждая особь производит только один тип, самкой считается любая особь, производящая более крупный тип гамет, называемаяovum - а самец производит более мелкого головастика, называемого сперматозоидом . Сперматозоиды или сперматозоиды маленькие и подвижные из-за жгутика, структуры в форме хвоста, которая позволяет клетке двигаться и двигаться. Напротив, каждая яйцеклетка или яйцеклетка относительно велики и неподвижны. [2] Короче говоря, гамета - это яйцеклетка (женская гамета) или сперматозоид (мужская гамета). У животных яйцеклетки созревают в яичниках самок, а сперма - в семенниках самцов. Во время оплодотворения сперматозоид и яйцеклетка объединяются, образуя новый диплоидный организм. [2] Гаметы несут половину генетической информации человека, по одной плоидности каждого типа, и создаются посредством мейоза , в котором половая клетка подвергается двум делениям, в результате чего образуются четыре гамет. [1] В биологии тип производимой гаметы определяет их пол. [3]
Это пример анизогамии или гетерогамии , состояния, при котором самки и самцы производят гаметы разного размера (это имеет место у людей; человеческая яйцеклетка примерно в 100000 раз превышает объем одной человеческой сперматозоида). Напротив, изогамия - это состояние гамет обоих полов, имеющих одинаковый размер и форму, и которым даны произвольные обозначения для типа спаривания . Название гамета было введено немецким цитологом Эдуардом Страсбургером .
Оогенез - это процесс образования женских гамет у животных. Этот процесс включает мейоз (включая мейотическую рекомбинацию ), происходящий в диплоидном первичном ооците, с образованием гаплоидной яйцеклетки . Сперматогенез - это процесс образования мужской гаметы у животных. Этот процесс также включает мейоз, происходящий в диплоидных первичных сперматоцитах, с образованием гаплоидных сперматозоидов .
Несходство
В отличие от гаметы, диплоидные соматические клетки индивидуума содержат одну копию хромосомного набора из сперматозоидов и одну копию хромосомного набора из яйцеклетки; то есть клетки потомства имеют гены, выражающие характеристики как отца, так и матери . Хромосомы гаметы не являются точными дубликатами любого из наборов хромосом, содержащихся в диплоидных хромосомах, и могут претерпевать случайные мутации, приводящие к измененной ДНК, а затем к новым белкам и фенотипам . [4]
Определение пола у млекопитающих и птиц
Люди и большинство млекопитающих используют систему определения пола XY, в которой нормальная яйцеклетка может нести только X-хромосому, тогда как сперматозоид может нести либо X, либо Y, в то время как ненормальная сперматозоид может не иметь определения пола. хромосомы, пара XY или пара XX; таким образом, мужской сперматозоид определяет пол любой образующейся зиготы . Если у зиготы две X-хромосомы, она превратится в женщину, если у нее есть X- и Y-хромосомы, она превратится в мужчину. [5]
У птиц женская яйцеклетка определяет пол потомства с помощью системы определения пола ZW . [5]
Искусственные гаметы
Искусственные гаметы, также известные как гаметы, полученные in vitro (IVD), гаметы, полученные из стволовых клеток (SCDG), и гаметы, полученные in vitro (IVG), представляют собой гаметы, полученные из стволовых клеток . Исследования показывают, что искусственные гаметы могут быть репродуктивной техникой для однополых пар мужчин, хотя суррогатная мать все равно потребуется на период беременности. [6] Женщины, пережившие менопаузу, могут иметь возможность производить яйца и иметь генетически родственных детей с искусственными гаметами. [6] Роберт Спарроу написал в « Журнале медицинской этики» , что эмбрионы, полученные из искусственных гамет, могут быть использованы для получения новых гамет, и этот процесс может быть повторен для создания нескольких поколений людей в лаборатории. [7] Этот метод может быть использован для создания клеточных линий для медицинских приложений и для изучения наследственности генетических нарушений . [7] Кроме того, этот метод может быть использован для улучшения человека путем селективного разведения на желаемый геном или путем использования технологии рекомбинантной ДНК для создания улучшений, которые не возникли в природе. [7]
Растения
У растений, которые размножаются половым путем, также есть гаметы. Однако, поскольку у растений есть чередование диплоидных и гаплоидных поколений, существуют некоторые различия. В цветущих растения , как цветы использовать мейоз для получения гаплоидного поколения , которые производят гаметы путем митоза. Женский гаплоид называется семяпочкой и производится завязью цветка. В зрелом состоянии гаплоидная яйцеклетка производит женскую гамету, готовую к оплодотворению. Мужской гаплоид - это пыльца, производимая пыльником. Когда пыльца попадает на зрелое рыльце цветка, пыльцевая трубка прорастает в цветок. Затем гаплоидная пыльца производит сперматозоиды путем митоза и высвобождает их для оплодотворения. [ требуется разъяснение ]
Примечания и ссылки
- ^ a b "гамета | Определение, формирование, примеры и факты" . Британская энциклопедия . Проверено 20 октября 2020 года .
- ^ а б в "гамета / гаметы | Изучите науку в Scitable" . www.nature.com . Проверено 20 октября 2020 года .
- ^ Котнер, Сехоя; Вассенберг, Дина, "8.4 Секс: это о гаметах" , Эволюция и биология секса , дата обращения 20 октября 2020 г.
- ^ «Митоз, мейоз и наследование | Изучение науки в Scitable» . www.nature.com . Проверено 1 марта 2021 года .
- ^ а б Джей Фелан (30 апреля 2009 г.). Что такое жизнь?: Руководство по биологии W / Prep-U . Макмиллан. п. 237. ISBN. 978-1-4292-2318-8. Проверено 8 октября 2010 года .
- ^ а б Ньюсон, AJ; Смайдор, AC (2005). «Искусственные гаметы: новые пути к отцовству?» . Журнал медицинской этики . 31 (3): 184–186. DOI : 10.1136 / jme.2003.004986 . PMC 1734101 . PMID 15738444 .
- ^ а б в Воробей, Роберт (4 апреля 2013 г.). «Евгеника in vitro» . Журнал медицинской этики . 40 (11): 725–31. DOI : 10.1136 / medethics-2012-101200 . PMID 23557913 . S2CID 959092 . Проверено 8 марта 2015 года .