Desarrollo y estructura de células reproductivas
La estructura de las células sexuales masculinas y femeninasestipula el cumplimiento de su función más importante: la realización de la reproducción generativa. Es característico de los representantes de plantas y animales. Las características de la estructura de las células sexuales serán consideradas en nuestro artículo.
Gametes: relación entre estructura y funciones
Células especializadas que llevan a cabo el procesola propagación generativa, se llaman gametos. Las células sexuales masculinas y femeninas (espermatozoides y óvulos) tienen un haploide, es decir, un único conjunto de cromosomas. Esta estructura de las células sexuales proporciona el genotipo del organismo, que se forma cuando se fusionan. Es diploide o doble. Por lo tanto, la mitad de la información genética que el cuerpo recibe de la madre, y la otra parte, del padre.
A pesar de las características comunes, la estructura de las células germinalesplantas y animales de muchas maneras diferentes entre sí. Esto se refiere principalmente a ciertos lugares de su formación. Por lo tanto, en las angiospermas de los espermatozoides, los estambres se encuentran en las anteras, y el óvulo está en los ovarios del mazo. Los animales multicelulares tienen órganos especiales: glándulas, en las que se forman células sexuales: óvulos, en los ovarios y espermatozoides en los testículos.
El proceso de formación de células germinales
La estructura y el desarrollo de las células germinales se determinael curso de la gametogénesis, el proceso de su formación, que tiene lugar en varias etapas. Durante la fase de reproducción, los gametos primarios se dividen varias veces por mitosis. Al mismo tiempo, se preserva un doble conjunto de cromosomas. En individuos de diferente sexo, esta etapa tiene sus diferencias. Por lo tanto, en los machos mamíferos, comienza con el inicio de la pubertad y dura hasta la vejez. En las mujeres, la división de las células sexuales primarias ocurre solo durante el desarrollo intrauterino del feto. Y antes de la pubertad, permanecen en reposo.
La fase de crecimiento es la siguiente. Durante este período, los gametos primarios aumentan de tamaño, se produce la replicación del ADN (duplicación). Un proceso importante es también el almacenamiento de nutrientes, ya que serán necesarios para las divisiones posteriores.
La última etapa de la gametogénesis se llama fasecrecimiento En su curso, las células sexuales primarias se dividen por división de reducción: meiosis. Su resultado es cuatro células haploides, formadas a partir de células diploides primarias.
Espermatogénesis
Como resultado de la formación de células sexuales masculinas,espermatogénesis, se forman cuatro estructuras idénticas y completas. Ellos tienen la habilidad de fertilizar. La estructura de la célula sexual masculina, más precisamente su peculiaridad, consiste en la aparición de adaptaciones específicas. En particular, es un flagelo con la ayuda del movimiento de los gametos masculinos. Este proceso ocurre en la última fase adicional de formación, que es característica solo del proceso de espermatogénesis.
Ovogénesis
La estructura de las células sexuales femeninas, como el proceso de suformación (oogénesis), tiene una serie de características. Cuando los ovocitos maduran durante la meiosis, el citoplasma se distribuye de manera desigual entre las células futuras. Solo uno de ellos se convierte en un huevo, capaz de dar lugar a una vida futura. Los tres restantes se convierten en cuerpos directivos y, como resultado, se destruyen. El significado biológico de este proceso es reducir el número de células sexuales femeninas maduras y capaces de fertilizar. Solo bajo esta condición un solo huevo podrá obtener la cantidad necesaria de nutrientes, que es la condición principal para el desarrollo del organismo futuro. Como resultado, durante el tiempo en que una mujer es capaz de dar a luz a sus hijos, solo se pueden formar unas 400 células germinales. Mientras que en los hombres, esta cifra alcanza varios cientos de millones.
La estructura de las células germinales masculinas
Los espermatozoides son células muy pequeñas. Su tamaño apenas alcanza varios micrómetros. En la naturaleza, tales dimensiones se compensan naturalmente por su cantidad. La estructura de las células sexuales del cuerpo masculino tiene sus propias características.
El esperma consiste en una cabeza, cuello y cola. Cada una de estas partes realiza ciertas funciones. El organelo celular permanente del núcleo eucariótico se encuentra en la cabeza. Es el portador de la información genética contenida en las moléculas de ADN. Es el núcleo que asegura la transferencia y el almacenamiento de material hereditario. El segundo componente de la cabeza de esperma es el acrosoma. Esta estructura es un complejo modificado de Golgi y emite enzimas especiales que pueden disolver las cáscaras del huevo. Sin esto, el proceso de fertilización será imposible. En el cuello hay organelos de mitocondrias, que proporcionan movimiento de la cola. En esta parte de los espermatozoides también hay centriolos. Estos orgánulos juegan un papel importante en la formación del huso de fisión durante la trituración de un huevo fertilizado. La cola de los espermatozoides está formada por microtúbulos que, usando la energía de las mitocondrias, proporcionan el movimiento de las células sexuales masculinas.
Estructura de huevos
Las células sexuales femeninas son mucho más grandesespermatozoides. Su diámetro en mamíferos es de hasta 0.2 mm. Pero el mismo índice en el pez-puño es de 10 cm, y en el tiburón arenque -hasta 23 cm. A diferencia de las células sexuales masculinas, los óvulos son inmóviles. Ellos tienen una forma redondeada. En el citoplasma de estas células hay una gran cantidad de nutrientes en forma de yema. En el núcleo, además del ADN que transporta información genética, existe otro ácido nucleico, el ARN. Contiene información sobre la estructura de las proteínas más importantes del organismo futuro. La yema puede estar desigualmente distribuida en el huevo. Por ejemplo, en un lancelet está en el centro, y en el pescado ocupa casi toda la superficie, desplazando el núcleo y el citoplasma a uno de los polos de la célula. En el exterior, el óvulo está protegido de forma segura por las conchas: vitelino, transparente y externo. Son ellos quienes deben disolver el acrosoma de la cabeza del esperma para el proceso de fertilización.
Tipos de fertilidad
La estructura y funciones de las células germinales determinanel proceso de fertilización - la fusión de gametos. Como resultado de este proceso, el material genético de los gametos se une en un solo núcleo, y se forma un cigoto. Es la primera célula de un nuevo organismo.
Dependiendo del lugar de paso de esteproceso distingue entre fertilización externa (externa) e interna. El primer tipo se lleva a cabo fuera del cuerpo femenino. Esto generalmente ocurre en un ambiente acuático. Los ejemplos de organismos que se someten a fertilización externa son representantes de la clase de peces. Sus hembras desovan en el agua, donde los machos lo riegan con fluido seminal. El número de huevos de estos animales alcanza varios miles, de los cuales no muchas personas sobreviven y crecen. La mayoría de ellos comen animales acuáticos. Pero para todos los animales mamíferos se caracteriza por la fertilización interna, que ocurre dentro del cuerpo femenino con la ayuda de órganos copulatorios masculinos especializados. Al mismo tiempo, la cantidad de óvulos listos para la fertilización es pequeña.
La estructura de la célula sexual masculina, femenina yel sistema reproductivo de las plantas es significativamente diferente del de los animales. Por lo tanto, el proceso de fusión de gametos es diferente. Las células germinales masculinas de las plantas no tienen cola y no son capaces de moverse. Por lo tanto, la fertilización está precedida por la polinización. Este es el proceso de transferir el polen de la antera del estambre al estigma del pistilo. Ocurre con la ayuda del viento, insectos o una persona. Una vez de esta manera en el estigma del pistilo, los espermatozoides se bajan a lo largo del tubo embrionario hacia su parte inferior agrandada: el ovario. Hay un huevo Cuando los gametos se fusionan, se forma un germen de semilla.
El concepto de partenogénesis
La estructura de las células germinales, en particular las hembras,hace posible una de las formas inusuales de reproducción generativa. Se llama partenogénesis. Su esencia biológica radica en el desarrollo de un organismo adulto a partir de un óvulo no fertilizado. Tal proceso se observa en el ciclo de vida de los crustáceos daphnia, durante el cual se alternan las generaciones sexuales y partenogenéticas. La célula sexual femenina contiene suficientes nutrientes para dar a luz a una nueva vida. Sin embargo, en caso de partenogénesis, no surgen nuevas combinaciones de información genética, lo que significa que la aparición de nuevos signos también es imposible. Sin embargo, la partenogénesis tiene una importancia biológica importante, ya que hace posible el proceso de reproducción sexual, incluso sin la presencia de un individuo del sexo opuesto.
Fases del ciclo menstrual
En el cuerpo femenino, las células sexuales no son siemprelisto para la fertilización, pero solo en ciertas fases del ciclo menstrual. Durante este proceso fisiológico, el cuerpo experimenta cambios cíclicos y regulares en las funciones del sistema reproductivo. Este proceso está regulado por el sistema humoral. La duración de este ciclo es de 21-36 días con un promedio de 28. Este período se puede dividir en tres fases. En el primero (menstrual), que dura aproximadamente los primeros 5 días, hay un rechazo de la membrana mucosa del útero. Esto se acompaña de la ruptura de pequeños vasos sanguíneos. En el día 6-14, bajo la influencia de la glándula pituitaria, se libera un folículo, en el que el huevo madura. La membrana mucosa del útero durante este período comienza a recuperarse. Esta es la esencia de la fase postmenstrual. Del 15 al 28 día, se forma el tejido conectivo graso, el cuerpo amarillo. Sirve como una glándula temporal de secreción interna, que produce hormonas que retrasan la maduración de los folículos. En el período del 17 al 21 día, la probabilidad de fertilización es más alta. Si esto no sucede, la célula germinal se destruye y la mucosa vuelve a exfoliarse.
Qué es la ovulación
En el día 14 del ciclo menstrual, la estructurala célula sexual femenina cambia algo. El ovario rompe la membrana folicular y sale del ovario hacia la trompa de Falopio. Aquí es donde su maduración llega a su fin. Este proceso se llama ovulación. Este es un período muy importante durante el cual el útero adquiere la capacidad de recibir un óvulo fertilizado.
Conjunto cromosómico de células reproductivas
Las células de huevo y los espermatozoides tienen un solo conjuntoinformación genética Por ejemplo, en un humano, las células sexuales contienen 23 cromosomas y el cigoto 46. Cuando los gametos se fusionan, la mitad de los genes que el organismo recibe de la madre, y la segunda parte del padre. Esto también se aplica al sexo. Entre los cromosomas, autosomas y un par de genitales se distinguen. Se denotan con letras latinas. En un humano, las células femeninas contienen dos cromosomas sexuales idénticos, y las células masculinas tienen cromosomas diferentes. Las células sexuales contienen uno de ellos. Por lo tanto, el sexo del feto depende completamente del organismo masculino y del tipo de cromosomas que porta el esperma.
Funciones de las células germinales
La estructura de la célula sexual femenina, como la del macho,está interconectado con las funciones que realizan. Al ser parte del sistema reproductivo, llevan a cabo la función de reproducción generativa. A diferencia del asexual, en el que se preserva la integridad de la información genética del cuerpo, la reproducción sexual proporciona la creación de nuevas características. Esta es una condición necesaria para la aparición de la adaptación y, por lo tanto, de la existencia total de los organismos vivos.
