12. Основные этапы гонадогенеза у человека. Понятие о генной регуляции гонадогенеза

На 20й день эмбриогенеза вне гонад появляются первичные половые клетки (недифференцированные, обладают высокой пролиферативной активностью, способны к миграции).

Затем, на 5-6й неделе Появляются зачатки гонад (недифференцированные в половом отношении).

На 7й неделе начинается дифференцировка (сексуализация) гонад: при кариотипе 46, XY митоз первичных половых клеток в мозговом слое, атрофия коркового слоя, формируются семенники. Первичные половые клетки превращаются в сперматогонии (2п2с); при кариотипе 46, XX митоз первичных половых клеток в корковом слое, атрофия мозгового слоя, формируются яичники. Первичные половые клетки превращаются в оогонии (2п2с).

Генная регуляция:

Направление развития гонад в семенники определяется наличием в хромосомном наборе зиготы Y-хромосомы. Это объясняется тем, что в Y-хромосоме имеется ген-индуктор (активатор) основного структурного гена HYAS (локализован в 6 аутосоме), продукт которого HY-антиген и определяет развитие семенников . В женском кариотипе в норме нет гена-индуктора, но есть ген, тормозящий работу структурного гена, и HY-антиген не вырабатывается, а поэтому формируются яичники.

Норма:

• при кариотипе 46,XY из первичных гонад формируются семенники, т.к. ген-индуктор Y-хромосомы активирует структурный ген, продуцирующий HY-антиген;

• при кариотипе 46,XX из первичных гонад формируются яичники, т.к. нет гена-индуктора, но есть ген-супрессор в Х-хромосоме, который тормозит работу структурного гена.

1.Структурный ген HYAS( 6 p) {HY-антиген} Дифференцировка гонад В семенники

2.Индуктор структурного гена HYAI(Yp) {Белок – индуктор} Активирует структурный ген HYAS

3.Супрессор структурного генаHYARS (Xp){Белок – супрессор} Подавляет активность структурного гена HYAS

4.Ген рецептора HY –антигена HYARC(P) {Белок - Рецептор} Соединяется с HY-антигеном

5.Ген рецептора тестостерона DHTR(X) {Белок – рецептор} Соединяется с тестостероном

13.Половые клетки, их морфофункциональные и генетические особенности. Гаметогенез

1. Все половые клетки имеют гаплоидный набор хромосом, т.е. каждая клетка имеет только 23 хромосомы, тогда как все соматические клетки имеют диплоидный набор хромосом, т.е. 23 пары или 46 хромосом.

2. Для всех половых клеток характерен низкий уровень обмена, поскольку основной их функцией является передача генетической информации потомству. Соматические же клетки, в большинстве своем, отличаются интенсивными обменными процессами.

3. Все половые клетки являются высокодифференцированными клетками, которые выполняют строго специфическую функцию – передают генетическую информацию потомству и обеспечивают развитие дочернего организма на самом раннем этапе. Что касается соматических клеток, то они могут быть как высокодифференцированными (нейроны), так и низкодифференцированными (клетка- предшественник лейкоцитов) или вовсе недифференцированными (стволовая клетка).

4. Половые клетки отличаются от соматических по своим размерам, форме, они содержат малое количество цитоплазмы.

1. Яйцеклетка имеет овальную форму, неподвижна. Сперматозоид имеет вытянутую форму, подвижен.

2. Яйцеклетка содержит большое количество запасных питательных веществ, которые призваны обеспечить жизнедеятельность зародыша сразу после его появления. Сперматозоид почти не содержит питательных веществ, зато содержит большое количество митохондрий, которые обеспечивают сперматозоид энергией, нужной для передвижения. Если же говорить в общем, то обе половые клетки содержат все типичные органеллы.

3. Яйцеклетка характеризуется низким ядерно-цитоплазматическим индексом, поскольку в ней содержится большое количество питательных веществ (в цитоплазме).

Сперматозоид же напротив характеризуется высоким ядерно-цитоплазматическим индексом, поскольку практически не содержит цитоплазмы, зато несет в себе довольно большое ядро с гаплоидным набором хромосом.

Таким образом, половые клетки отличаются по своему строению не только от соматических клеток, но и между собой, но именно эти отличия обеспечивают способность выполнения ими специфических функций - полового размножения.

Половые клетки имеют гаплоидный набор хромосом в ядрах, что обеспечивает воспроизведение в зиготе типичного для организмов данного вида диплоидного числа хромосом. Гаметы отличаются необычным для других клеток значением ядерно-цитоплазматического отношения. У яйцеклеток оно снижено благодаря увеличенному объему цитоплазмы, в которой размещен питательный материал (желток) для развития зародыша. У сперматозоидов благодаря малому количеству цитоплазмы ядерно-цитоплазматическое отношение высокое, т. к. главная задача мужской гаметы — транспортировка наследственного материала к яйцеклетке. Половые клетки отличаются низким уровнем обменных процессов, близким к состоянию анабиоза.

Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез).

Сперматозоиды — это мелкие, подвижные клетки, размером 30—60 мкм. В сперматозоиде различают головку и хвост. Головка сперматозоида имеет овоидную форму и включает в себя небольшое плотное ядро, окруженное тонким слоем цитоплазмы. Передняя половина ядра покрыта плоским мешочком, составляющим "чехлик" сперматозоида. В нем у переднего полюса располагается акросома. Акросома содержит набор ферментов, способным растворять оболочки, покрывающие яйцеклетку. Головка так же, как и хвостовой отдел, покрыта клеточной мембраной.

Хвостовой отдел сперматозоида состоит из связующих, промежуточных, главной и терминальной частей.

В связующей части или шейке располагаются центриоли — проксимальная и дистальная, от которой начинается осевая нить (аксонема). Промежуточная часть содержит 2 центральных и 9 пар периферических микротрубочек, окруженных расположенными по спирали митохондриями. Именно митохондрии обеспечивают энергией двигательную активность сперматозоидов. Главная часть по строению напоминает ресничку. Терминальная, или конечная часть содержит единичные сократительные филаменты. (Гаплоидный набор хромосом 22х,22у) После слияния сперматозоида и яйцеклетки (ядро которой также гаплоидно) образуется зигота — новый диплоидный организм, несущий материнские и отцовские хромосомы. При сперматогенезе (развитии сперматозоидов) образуются сперматозоиды двух типов: несущие X-хромосому и несущие Y-хромосому. При оплодотворении яйцеклетки X-несущим сперматозоидом формируется эмбрион женского пола. При оплодотворении яйцеклетки Y-несущим сперматозоидом формируется эмбрион мужского пола. Ядро сперматозоида значительно мельче ядер других клеток, это во многом связано с уникальной организацией строения хроматина сперматозоида (см. протамины). В связи с сильной конденсацией хроматин неактивен — в ядре сперматозоида не синтезируется РНК.

Яйцеклетки — это наиболее крупные клетки в организме человека, их размер составляет около 130—160 мкм. В цитоплазме яйцеклетки содержатся все органеллы (за исключением клеточного центра) и включения, основной из них — желток (лецитин). В яйцеклетке различают вегетативный полюс, в котором накапливается желток, и анимальный полюс куда смещается ядро. Желток — это включение, которое используется в яйцеклетке в качестве питательного вещества. В ядре яйцеклетки имеется гаплоидный набор хромосом, 22 являются соматическими и 1 (Х) половая.

Яйцеклетка человека относится к олиголецитальной(маложелтковые) и изолецитальной(равномерно распределенный желток). Покрыта тремя оболочками: 1) внутренняя – первичная оболочка(оволемма), 2) блестящая оболочка, в состав которой входят продукты жизнедеятельности яйцеклетки. 3) лучистый венец – образован фолликулярными клетками.

Женская половая клетка, как и мужская, обладает антигенными свойствами. Особенно богата различными антигенами ее блестящая оболочка