Гаметогенез - Gametogenesis
| Часть серии о |
| 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, растения производят гаметы путем 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
.svg)
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
Однако до превращения в гаметогонию эмбриональное развитие гамет у самцов и самок одинаково.
Общий путь
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
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 | 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
Гаметогенез in vitro (IVG) - это метод развития гамет , генерируемых in vitro , то есть «создание яиц и сперматозоидов из плюрипотентных стволовых клеток в культуральной чашке». Этот метод в настоящее время применим на мышах и, вероятно, будет иметь успех в будущем на людях и нечеловеческих приматах.
В гаметангии
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:
В цветковых растениях
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 происходить 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
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, а другие подчеркивают восстановление ДНК .