Набор хромосом в яйцеклетке

Виды

В медицине принято делить мужские половые клетки на 2 вида: те, в которых содержатся X хромосомы (гиноспермии) и те, которые несут Y хромосомы (андроспермии). Первые клетки приводят к зачатию девочки, а вторые – мальчика. Стоит сказать, что тот факт, сколько хромосом у сперматозоида, не зависит от его разновидности. В норме их всегда будет 23.

К сожалению, сразу после зачатия абсолютно точно узнать пол ребенка невозможно, однако его можно предположить с достаточно большой вероятностью. Как показывают наблюдения, репродуктивные клетки с Y-хромосомой гораздо более активны, в то время как клетки, несущие X-хромосому имеют большую продолжительность жизни.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что пары, желающие зачать мальчика должны вступать в незащищенные половые контакты во время овуляции. В этом случае сперматозоиды с Y хромосомой достигнут цели гораздо быстрее. Если же половой акт произошел за сутки до овуляции – повышаются шансы зачать девочку.

Стоит сказать, что для удачного оплодотворения важно не только количество сперматозоидов, но и их качество, состав семенной жидкости. В спермограмме даже самого здорового мужчины наряду с качественными гаметами встречаются также патологические формы репродуктивных клеток

Однако их количество обычно не превышает 20-25%.

Иногда сперматозоидов с нетипичным строением может быть чрезвычайно много. Такое может происходить при различных заболеваниях половых органов (как правило, воспалительного характера).

Чтобы узнать соотношение здоровых и патологических репродуктивных сперматозоидов, выявить каковы особенности строения сперматозоидов у мужчины, медики традиционно выполняют тест Крюгера.

Его суть состоит в том, что мужчина сдает сперму в медицинском учреждении путем сексуального самоудовлетворения. Биологический материал собирается в стерильный контейнер, а затем отправляется в лабораторию. Там его окрашивают по Папаниколау (это необходимо для того, чтобы четче рассмотреть половые клетки) и исследует под микроскопом.

При различных патологиях сперматозоид может иметь такое строение:

• избыточная толщина шейки или ее искривление;
• наличие двойного хвоста;
• полное отсутствие хвоста;
• деформации головки;
• наличие двух головок.

Кроме этого возможны также малозаметные изменения в форме сперматозоида.

Данное состояние требует срочного медицинского вмешательства, так как чрезмерное число аномальных репродуктивных клеток повышают шансы замершей беременности, выкидышей, а также рождения ребенка с различными патологиями.

Важность процесса движения

Подвижность мужской половой клетки является основной ее качественной характеристикой. Она обеспечивается хвостом гаметы за счет совершения однотипных движений. Особенности строения яйцеклетки и сперматозоида делают процесс оплодотворения наиболее вероятным. Оболочка мужской гаметы имеет специальные рецепторы, которые способны распознавать химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Благодаря этой способности сперматозоиды способны к целенаправленному, а не хаотическому движению. После эякуляции практически все здоровые половые клетки представителя мужского пола направляются к женской гамете. Такое движение называют положительным хемотаксисом.

Высокая подвижность сперматозоидов играет более важную роль, чем их количество в эякуляте. Об этом часто говорят специалисты, работающие с мужскими и женскими половыми клетками. Так, если в семенной жидкости подвижными являются около сорока процентов сперматозоидов, то это уже считается патологией. В этом случае вероятность оплодотворения яйцеклетки сильно уменьшается.

Если сперма состоит из полностью неподвижных сперматозоидов, то это часто свидетельствует о такой патологии, как акиноспермия. В этом случае половые клетки живые, но они неподвижны, а поэтому не способны произвести оплодотворение яйцеклетки. Чаще всего это нарушение вызывается разными патологиями половых желез.

История преимплантационной генетической диагностики (ПГД)

Первые живорождения после ПГД были зарегистрированы в Лондоне в 1989 году. Две двойни девочек-близнецов родились от пяти пар с риском передачи связанного с Х-хромосомой заболевания. В настоящее время с помощью методов генетического анализа или ПГД могут быть обнаружены около 90% аномальных эмбрионов. Не все хромосомные или генетические заболевания могут быть определены этими процедурами, так как в ходе одной процедуры может быть диагностировано только ограниченное число хромосом. Многочисленные исследования на животных и некоторые исследования на человеке показывают, что микрохирургия эмбриона (биопсия), необходимая для удаления клеток, не влияет на нормальное развитие ребенка. Эта процедура, однако, была выполнена относительно небольшому числу пациентов во всем мире, поэтому точные негативные последствия, если таковые имеются, неизвестны. Несмотря на то, что после генетического анализа для выявления анеуплоидии всем мире на сегодняшний день было рождено уже много детей, эта процедура все еще относительно нова. В исследованиях на животных не было обнаружено никаких очевидных проблем и предварительные данные с эмбрионами человека позволяют предположить справедливость этого вывода. В исследовании, проведенном в Университетском колледже Лондона, исследователи недавно рассмотрели 12 преимплантационных эмбрионов с новой техникой, которая сочетает в себе амплификацию всего генома (WGA) и сравнительную гибридизацию генома (CGH). В результате в 8 из 12 изученных эмбрионов были обнаружены значительные хромосомные аномалии. Это может объяснить, почему люди имеют в лучшем случае 25% шансов на достижение жизнеспособной беременности в месяц при естественном зачатии.

Зарождение

О том, что такое сперматозоид, знают, наверное, все, но не всем известно как данная клетка появляется. Половые железы маленьких детей не производят репродуктивные клетки. Именно поэтому версию о том, что подгузники вредят мальчикам из-за теплового воздействия на яички, можно считать не правдивой.

Выработка сперматозоидов начинается в возрасте 9-14-ти лет. С этого момента и до наступления глубокой старости работа половых желез не останавливается ни на минуту.

Настоящей фабрикой по производству половых клеток являются яички. Они находятся вне тела, благодаря чему имеют более низкую температуру

Это чрезвычайно важно: при классической температуре 36,6 °С выработка репродуктивных клеток сильно замедляется или вовсе прекращается

В каждом яичке имеются тысячи семенных канатиков. То есть, если посмотреть на данный орган изнутри, там можно будет увидеть огромное количество нитей, хаотично переплетенных между собой. Данный беспорядок необходим. Проходя по лабиринтам, у сперматозоидов появляется дополнительное время для созревания.

Первый период созревания половой клетки длится около 72-х дней. Начинается этот процесс в сперматозоидных клетках. Самой первой формируется головка, которая забирает питательные вещества и энергию у опорных клеток.

После того как головка будет полностью сформирована, половая клетка входит в семенные канатики (микроскопических размеров каналы). Там она будет перемещаться с места на место в течение примерно 20-ти дней. Здесь гамета будет дозревать окончательно, чтобы стать готовым для выполнения своей функции.

Стоит сказать, что в некоторых случаях процесс созревания половой клетки может нарушиться. Причины этого до сих пор неизвестны. В данном случае число хромосом, которые несет гамета, увеличивается или наоборот – уменьшается. При этом здоровье будущего ребенка во многом зависит от того сколько в сперматозоиде хромосом.

Так, если зачатие произошло при помощи репродуктивной клетки с недостаточным или избыточным количеством хромосом, то у рожденного ребенка будут иметься физические или психические заболевания (например, синдром Дауна).

По статистике 50% таких беременностей самопроизвольно прерывается еще до того момента как женщина узнает о своем положении.

Как появляется многоклеточный зародыш?

В результате процесса дробления зиготы происходит образование многоклеточного зародыша, который состоит из клеточных слоев трофобласта и эмбриобласта. Данная стадия морула является периодом эмбрионального развития, которая характеризуется тем, что в зародыше насчитывается уже около сотни клеток.

Где-то на шестой день после оплодотворения начинается процесс бластуляции – образование бластоцисты, которая представляет собой полый пузыри, наполненный жидкостью, из развитых хорошо слоев эмбриобласта и трофобласта.

Примерно на 9-10 сутки наступает врастание (имплантация) зародыша в стенку матки. При этом эмбрион уже находится полностью окруженным ее клетками. С этого времени у женщины прекращается месячный цикл, и можно выявить наступление беременности.

Продление жизнедеятельности

Исследования показали, что на вопрос сколько времени живы сперматозоиды до сих пор нет однозначного ответа. Но есть возможность сохранить жизнедеятельность как можно дольше.

• Работа в горячем цеху или на вредном производстве действую на сперму весьма неблагоприятно. Не стоит увлекаться сауной и баней, так как оптимальная температура не должна превышать 37 градусов.
• Частое использование презервативов со смазкой также снижает активность и сокращает длительность их жизни.
• Резкое понижение температуры приводит к неподвижности и невозможности зачатия. Однако замороженная сперма может храниться продолжительное время, не теряя своих свойств.
• Спринцевание повлияет на кислотно-щелочной баланс влагалища, что не позволит быстро продвинуться к матке.
• Мужчинам не стоит носить слишком тесную одежду, так как это ведет к перегреву. Не помешает изменить рацион и употреблять больше овощей, орехов, фруктов и морепродуктов. Если обогатить сперму фруктозой, то это тоже способствует активности сперматозоидов.

При зачатии следует учитывать сколько жив сперматозоид, поскольку достичь яйцеклетку можно как за полчаса, так несколько дней. Конечно многое зависит от подвижности, качества и количества спермы. Слишком частые сексуальные контакты здесь тоже нежелательны.

Интересен тот факт, что сперматозоиды с Y-хромосомой весьма подвижны. Вероятность того, что будет мальчик возрастает после того, как половой акт произойдет прямо перед овуляцией.

Носители Х-хромосом довольно жизнедеятельны и попробовать зачать девочку можно за несколько дней до овуляции, когда сперматозоид успеет найти свою яйцеклетку.

Хранилища

Сперматозоиды образуются из половых клеток, или сперматогоний, которые, как все прочие клетки организма, имеют 23 пары хромосом и способны расти и делиться. Созревающие и готовые к оплодотворению сперматозоиды хранятся в мужских гонадах (репродуктивных органах) — двух яичках, упрятанных во избежание перегрева в особый наружный мешочек, или мошонку. Дело в том, что для развития сперматозоидов требуется более низкая температура, чем для всех прочих функций организма.

Однако мейоз на удивление сложный. Вместо того, чтобы просто делить материнские и отцовские хромосомы между двумя дочерними клетками, хромосомы сначала дублируются, так что каждая из них состоит из двух нитей или хроматид. Затем дублируются отцовские и материнские хромосомы, а хромосомные плечи срастаются вместе. Для разделения этих хромосом на их хроматиды снова требуются два деления ядра в процессах, называемых первым и вторым мейотическими делениями. Это приводит к Х-образным хромосомам, состоящим из двух хроматид, удерживаемых вместе кольсиновыми кольцами только в их центре, известном как центромер.

Женские яйцеклетки образуются из оогоний, также наделенных 23 парами хромосом, но созревают внутри организма в двух резервуарах, называемых яичниками.

Прежде чем произойдет встреча сперматозоида и яйцеклетки, парные хромосомы должны разделиться на одинарные, чтобы слиться с 23 одинарными хромосомами другой клетки и образовать 23 новые пары. Благодаря этому делению зародыш наследует половину характеристик отца и половину — матери. Процесс деления парных хромосом называется мейозом.

Производятся четыре ядра гаплоидных гамет, каждая из которых содержит одну хроматидную хромосому из каждой хромосомы, другими словами, план тела. Если яйцо оплодотворено, генетический материал от матери и отца объединяется, и создается новый диплоидный набор хромосом, или просто: ребенок с носом папы и глазами мумии. В первом делении киназа побеждает на хромосомных плечах, но затем она теряет против фосфатазы в центромерах, — объясняет Захария. Последняя работа Группы теперь продемонстрировала, как киназа выигрывает борьбу с фосфатазой у центромера во втором дивизионе.

Созревшая и готовая к процессу деления сперматогония называется сперматоцитом I порядка. На этой стадии происходит деление парных хромосом, при котором в каждой из двух новых клеток оказывается половинка каждой пары. Теперь новые клетки (сперматоциты II порядка) содержат 23 одинарные хромосомы.

Такое же разделение парных хромосом происходит и в развивающейся яйцеклетке. Созревшая оогония преобразуется в окруженный фолликулом ооцит I порядка, и в процессе мейоза его парные хромосомы тоже разделяются на одинарные.

Эта универсальная киназа также присутствует в клетках человека. Нормальная клетка человека должна содержать ровно 46 хромосом. Они сочетаются с 23 парами. Пары с 1 по 22 пронумерованы по размеру и внешнему виду и одинаковы у мужчин и женщин. 23-я пара упоминается как половые хромосомы. При зачатии яйцо, содержащее 23 хромосомы от матери, сочетается с спермой, содержащей 23 хромосомы от отца. Два набора генетической информации объединяются так, что растущий эмбрион имеет 23 пары или 46 полных хромосом и представляет собой смесь генов обоих биологических родителей.

Патологии

В половых клетках мужского и женского организма могут встречаться аномалии. Наиболее распространенными патологиями гамет можно считать моносомию и трисомию. Такие отклонения не слишком опасны, и не несут неблагоприятных последствий для организма человека.

Если женская яйцеклетка состоит только из из Х-хромосомы, а второе значение деформировано, пациентке ставят диагноз Моносомия. У таких женщин, как правило, наблюдаются задержки менструального цикла, развивается бесплодие. Также на шее пациентки появляется крыловидная складка. Такая патология в медицине носит название синдром Шерешевского-Тернера.

Моносомия достаточно опасное генетическое заболевание, которое не только негативно отражается на половой системе, но и может стать причиной развития патологий внутренних органов.

Трисомия – это нарушение, при котором в яйцеклетке формируется дополнительная третья Х-хромосома. У пациентов с таким диагнозом наблюдается нарушение менструального цикла, умственная отсталость.

Клетки сперматогенеза в спермограмме

Для того, чтобы проверить качественные показатели спермы, существует специальный анализ – спермограмма. На спермограмме оценивается качество спермы по следующим параметрам:

• количество сперматозоидов;
• подвижность сперматозоидов;
• морфологические характеристики сперматозоидов (то есть, характеристики их строения);
• количество и типы лейкоцитов (возможно, указывают на текущее воспаление);
• количество и типы незрелых клеток (указываются просто по традиции, количество ни на что не влияет).

Таким образом, чаще всего оценивается именно качество и количество зрелых клеток сперматогенеза – сперматозоидов, ведь именно от их качества, количества, подвижности и строения зависит зачатие ребенка.

Нормальными считаются показатели, при которых в сперме:

• объем эякулята от 1,5 мл и более;
• общее количество сперматозоидов – от 39 млн и более;
• подвижность сперматозоидов – от 40 % и более;
• жизнеспособность – от 58 % и более;
• морфология (строение) – 4 % и более.

Но если показатели спермограммы оказались далеки от нормы, не стоит делать поспешных выводов. Это повод посетить специалиста, проконсультироваться и следовать рекомендациям: начать вести здоровый образ жизни, принимать витаминно-минеральные комплексы для повышения фертильности, устранить воспаление или другие причины ухудшения сперматогенеза.

НЕ ЯВЛЯЕТСЯ РЕКЛАМОЙ. МАТЕРИАЛ ПОДГОТОВЛЕН ПРИ УЧАСТИИЭКСПЕРТОВ.

Процесс митоза

Деление клетки — это важный, сложный и энергозатратный процесс. Представьте себе, что вы планируете пойти в поход — что вам нужно сделать перед  этим? Для начала нужно подготовиться — скорее всего, сборы займут у вас даже больше сил, чем путешествие. Вот и клетке необходимо подготовиться! Для этого перед делением проходит  интерфаза.

Интерфаза деления

Обращаю ваше внимание на то, что интерфаза не является фазой деления. Ее правильнее будет назвать подготовительной стадией

Если бы вы были клеткой, что бы вам хотелось сделать, чтобы деление прошло без осложнений, а чтобы новые клетки ни в чем не нуждались первое время? В этой ситуации пригодилась бы энергия, строительные и наследственные материалы. Для получения всех этих веществ и проходит интерфаза.

Процессы, проходящие в интерфазу:

• Синтез АТФ. В молекулах АТФ в нашем организме запасается энергия, а без энергии такую сложную процедуру было бы невозможно провести.
• Синтез и накопление органических веществ. Нужно же из чего-то строить новые клетки?
• Репликация ДНК. Удвоение молекулы ДНК — центральный процесс интерфазы. Из одной молекулы ДНК образуется две, молекула раскручивается и к каждой из цепочек, по принципу комплементарности, достраивается еще одна цепь. В итоге вместо одной ДНК в хромосоме образуется две, такая хромосома называется двухроматидной, а набор ДНК становится 4с.
• Удвоение некоторых органоидов. Это нужно, чтобы после деления каждой клетке достался примерно одинаковый стартовый набор для начала самостоятельной жизни.

После такой серьезной подготовки можно перейти к делению. Благодаря репликации ДНК в интерфазе, клетка вступает в митоз с набором 2n4c. Например, для человека это 46 хромосом и 92 молекулы ДНК (по две молекулы в каждой хромосоме).

Для ЕГЭ важно помнить, что митоз проходит в 4 фазы. Чтобы закрепить правильную последовательность стадий, предлагаю маленький лайфхак — просто  запомните слово ПРИМАТ

Мы с вами относимся к приматам, а буквы в этом слове расположены так же, как фазы митоза, начинающиеся с этих букв. Профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Профаза

В профазе хромосомы спирализуются, из-за этого ядро и ядерная оболочка распадаются.

• Хромосомы хаотично располагаются в цитоплазме.
• Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам и начинают формировать веретено деления.
• Несмотря на то, что процессы идут достаточно активно, на набор ни один из них не влияет, и он остается прежним-—2n4c.

Метафаза

Пожалуй, самая красивая фаза митоза — метафаза. Ее частенько упоминают в фильмах и сериалах про школу, например в «Сумерках», потому что она лучше остальных фаз просматривается в микроскоп.

• Хромосомы выстраиваются в линию друг за другом по экватору и формируют метафазную или экваториальную пластинку.
• Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом. Получается, что каждая из них удерживается с двух полюсов.  
• Хромосомы поменяли только положение, набор в клетке не изменился – 2n4c

Анафаза

Активная и интересная фаза.

• Нити веретена деления сокращаются и разрывают двухроматидные хромосомы, растаскивая сестринские хроматиды к противоположным полюсам клетки
• Каждая из хроматид становится однохроматидной хромосомой с одной молекулой ДНК внутри
• Количество хромосом увеличивается вдвое, а количество молекул ДНК не меняется. Набор 4n4c.

Телофаза

После того, как клетка разделила генетический материал по полюсам, она может приступить непосредственно к делению.

• Происходит деспирализация хромосом
• В будущих клетках формируются ядра и ядерные оболочки
• Цитоплазма и органоиды распределяются поровну
• Клетка делится надвое, в результате образуются две диплоидные клетки с набором 2n2c
• Эти клетки не только идентичны друг другу, но и материнской клетке, которая вступила в деление изначально.

Развитие сперматозоида

С этого момента деление клеток происходит по другому сценарию. На второй стадии мейоза вместе с каждым сперматоцитом II порядка делятся надвое и одинарные хромосомы. Их половинки проникают во вновь образованные клетки, и в результате формируются две взаимно сочетающиеся клетки, каждая из которых снабжена полным набором из 23 половинок одинарных хромосом.

Иногда возникает ошибка, когда яйцеклетка или сперма развивается, и у нее могут быть дополнительные или отсутствующие хромосомы. Неизвестно, почему это происходит в определенном яйце или сперме. Когда аномальное яйцо или сперма вовлечены в зачатие, не будет точно 46 хромосом, и в результате беременность будет иметь хромосомную аномалию.

По мере того, как женщина становится старше, вероятность того, что у нее может быть ненормальная беременность с увеличением или отсутствием хромосомы, увеличивается. По всей видимости, нет связи с большинством семейных историй, этнической принадлежности, диеты или образа жизни.

Эти новые клетки называются сперма тидами. Своей округлой формой они на поминают сперматоциты I и II порядка, но должны еще пройти ряд превращений, чтобы стать полноценными сперматозоидами с овальным тельцем, жгутиком и набором из 23 одинарных хромосом. Все эти изменения происходят в клетках Сертоли, или сустеноцитах, а их конечным результатом становится вытянутый в длину сперматозоид с головкой, заполненной генетическим материалом из 23 одинарных хромосом и апикальным тельцем, или акросомой.

Общим примером является синдром Дауна. В синдроме Дауна имеется дополнительная копия хромосомы № 21, создающая в общей сложности 47 хромосом. По этой причине он также известен как трисомия. Ниже показаны хромосомы человека с синдромом Дауна. Приблизительные шансы иметь живого ребенка с хромосомной аномальностью.

Возраст матери Шанс на аномалию Возраст 20 1 в 525 Возраст 25 1 в 475 Возраст 30 1 в 380 Возраст 35 1 в 180 Возраст 38 1 в 105 Возраст 40 1 в возрасте 65 Возраст 42 1 в возрасте 40 Возраст 45 1 в 20. Эти гены обычно попадают парами. Один экземпляр унаследован от нашей матери и от нашего отца. Однако некоторые мутации ответственны за причинение определенного заболевания.

Поступательное движение сперматозоида обеспечивается биением жгутика, со стоящего из цилиндрических волокон.

Готовые к оплодотворению сперматозоиды отделяются от сустеноцитов и поступают в длинную извилистую трубку — придаток яичка, расположенный в его тыльной части, где они окончательно созревают и покрываются клеточной оболочкой. Там они три-четыре недели дожидаются своего часа вместе с миллионами других сперматозоидов, а в случае не надобности всасываются обратно в организм. Весь процесс развития сперматозоида от зарождения до гибели длится около двух месяцев.

Одна хромосома из каждой из ваших 23 пар приходила от каждого из ваших родителей. Две хромосомы пары содержат одни и те же гены, но гены имеют небольшие отличия. Одна пара хромосом — половые хромосомы — уникальна. Матери всегда передают Х-хромосому своим детям. Хотя большинство взрослых клеток содержат два набора хромосом, сперма и яйцеклетки различны. Эти специальные клетки имеют только одну хромосому из каждой пары. Какая хромосома, которую они получают из каждой пары, является случайной, что делает каждую сперму или яйцеклетку уникальной.

Существует также немного смешивания, прежде чем хромосомы будут отсортированы в отдельные сперматозоиды или яйцеклетки. Когда сперма и яйцеклетка объединяются вместе при оплодотворении, они создают одну клетку с двумя полными наборами из 23 хромосом. Эта отдельная ячейка делит на создание новых клеток, снова и снова, формируя тело развивающегося ребенка. Так вы пришли к вам. Если у вас есть братья и сестры, те же события создали их. Но поскольку процессы производства яиц и сперматозоидов являются случайными, ваши братья и сестры не получали тот же набор хромосом от каждого из ваших родителей, что и вы.

Строение и функция сперматозоида

Сперматозоид человека — это специализированная клетка, строение которой позволяет ей выполнить свою функцию: преодолеть половые пути женщины и проникнуть в яйцеклетку, чтобы внести в неё генетический материал мужчины. Сперматозоид, сливаясь с яйцеклеткой, оплодотворяет её.

В организме человека сперматозоид является самой маленькой клеткой тела (если учитывать только саму головку без хвостика). Общая длина сперматозоида у человека равна приблизительно 55 мкм. Головка составляет приблизительно 5,0 мкм в длину, 3,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в высоту, средний участок и хвостик — соответственно, приблизительно 4,5 и 45 мкм в длину.

Малые размеры, вероятно, необходимы для быстрого движения сперматозоида. Для уменьшения размера сперматозоида при его созревании происходят специальные преобразования: ядро уплотняется за счет уникального механизма конденсации хроматина (из ядра удаляются гистоны, и ДНК связывается с белками-протаминами), большая часть цитоплазмы выбрасывается из сперматозоида в виде так называемой «цитоплазматической капли», остаются только самые необходимые органеллы.

Сперматозоид мужчины имеет типичное строение и состоит из головки, средней части и хвоста.

Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка, поэтому иногда говорят о «ложковидной» форме головки сперматозоида у человека. В головке сперматозоида располагаются следующие клеточные структуры:

• Ядро, несущее одинарный набор хромосом. Такое ядро называют гаплоидным. 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.
• Акросома — видоизмененная лизосома — мембранный пузырек, несущий литические ферменты — вещества, растворяющие оболочку яйцеклетки. Акросома занимает около половины объёма головки и по своему размеру приблизительно равна ядру. Она лежит спереди от ядра и покрывает собой половину ядра (поэтому часто акросому сравнивают с шапочкой). При контакте с яйцеклеткой акросома выбрасывает свои ферменты наружу и растворяет небольшой участок оболочки яйцеклетки, благодаря чему образуется небольшой «проход» для проникновения сперматозоида. В акросоме содержится около 15 литических ферментов, основным из которых является акрозин.
• Центросома — центр организации микротрубочек, обеспечивает движение хвоста сперматозоида, а также предположительно участвует в сближении ядер зиготы и первом клеточном делении зиготы.

Позади головки располагается так называемая «средняя часть» сперматозоида. От головки среднюю часть отделяет небольшое сужение — «шейка». Позади средней части располагается хвост. Через всю среднюю часть сперматозоида проходит цитоскелет жгутика, который состоит из микротрубочек. В средней части вокруг цитоскелета жгутика располагается митохондрион — гигантская митохондрия сперматозоида. Митохондрион имеет спиральную форму и как бы обвивает цитоскелет жгутика. Митохондрион выполняет функцию синтеза АТФ и тем самым обеспечивает движение жгутика.

Хвост, или жгутик, расположен за средней частью. Он тоньше средней части и значительно длиннее её. Хвост — орган движения сперматозоида. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.

Особенности строения мужской половой клетки

Генетическая информация, которая наследуется по роду, зашифрована в отдельных генах, находящихся в хромосомах.

Самые первые представления ученых о хромосомах, которые находятся внутри человеческих клеток, появились в 70-е годы XIX века. На сегодняшний день научный мир так и не пришел к единому мнению о том, кто же из исследователей открыл хромосомы. В разное время это открытие «присваивалось» И. Д. Чистякову, А. Шнайдеру и многим другим ученым. Однако сам термин «хромосома» предложил впервые немецкий гистолог Г. Вальдейер в 1888 году. Дословный перевод обозначает «окрашенное тело», так как эти элементы довольно хорошо окрашиваются основными красителями при проведении исследований.

Большинство научных экспериментов, которые внесли ясность в определение строения хромосом, были проведены в основном в XX веке. Современные исследователи продолжают научные эксперименты, направленные на точную расшифровку генетической информации, которая содержится в хромосомах.

Для лучшего и простого понимания того, как формируется хромосомный набор мужской половой клетки, немного коснемся биологии. Каждый сперматозоид состоит из головки, средней части (тела) и хвостика. В среднем, длина мужской клетки до хвостика составляет 55 мкм.

Головка сперматозоида имеет эллипсовидную форму. Практически все ее внутреннее пространство заполняет особое анатомическое образование, которое называется ядром. В нем и находятся хромосомы – основные структуры клетки, несущие генетическую информацию.

Каждая из них содержит различное количество генов. Так, существуют более и менее богатые генами участки. В настоящее время ученые проводят эксперименты, направленные на изучение этой интересной особенности.

Основная составляющая каждой хромосомы – ДНК. Именно в ней и хранится основная генетическая информация, наследуемая от родителей их детьми. В каждой из таких молекул находится определенная последовательность генов, обуславливающих развитие разнообразных признаков.

Цепь ДНК довольно длинная. Для того чтобы хромосомы имели микроскопичный размер, цепочки ДНК сильно скручиваются. Последние проведенные генетические исследования определили, что для скручивания молекул ДНК необходимы и специальные белки – гистоны, которые также находятся в ядре половой клетки.

Более детальное изучение строения хромосом показало, что, помимо молекул ДНК, они также состоят из белка. Такая комбинация называется хроматином.

В середине каждой хромосомы есть центромера – это небольшой участок, который делит ее на два участка. Такое деление обуславливает наличие у каждой хромосомы длинного и короткого плеча. Таким образом, при изучении в микроскопе она имеет исчерченный вид. Каждая хромосома также имеет свой порядковый номер.

Общий хромосомный набор живого организма называется кариотипом. У человека он составляет 46 хромосом, а, например, у плодовой мухи дрозофилы всего 8. Особенности строения кариотипа и определяют наследование определенной совокупности различных признаков.

Интересно, что формирование половых хромосом происходит еще в период внутриутробного развития. У плода, находящегося еще в материнской утробе, уже формируются половые клетки, которые в будущем ему понадобятся.