Статеві клітини (гамети)
У порівнянні з функціями інших диференційованих клітин, функція статевих клітин або гамет унікальна. Вони забезпечують передачу генетичної (спадкової, біологічної) інформації між особинами різних поколінь (передача біоінформації по вертикалі), ніж зберігають життя як явище в часі. Гамети являють собою один з багатьох напрямків диференціювання клітин багатоклітинних живих істот. У людини, наприклад, таких напрямків порядку 220250. Статеві клітини утворюють особливу клітинну лінію, спеціалізовану для виконання репродуктивної функції.
Імовірно клітини цієї лінії утворюються з бластомерів, що мають на вегетативному полюсі цитоплазму особливого роду – зародкову (статеву) плазму1, багату РНК.
У деяких видів організмів (двокрилі комахи) зародкова плазма у вигляді специфічних гранул відокремлюється дуже рано – до початку дроблення, фактично в яйцеклітині. Якщо зародкову плазму зруйнувати, наприклад, подіяв на неї УФ-променями, то розвиваються стерильні особини, у яких гамети не утворюються.
Поділ клітин почав індивідуальний розвиток організму на лінію статевих клітин і соматичні відбувається обов’язково. В одних видів це трапляється досить рано. Так, у весільного раку циклопа на 5-му розподілі дроблення, у плодової мухи – на 13-му розподілі, у безхвостих амфібій (жаби) – на стадії бластули. Порівняно пізно клітини, що мають в цитоплазмі зародкову плазму, відокремлюються в клітини-безпосередні попередниці статевих клітин, у ссавців це відбувається на стадії гаструляції.
У порівнянні з соматичними клітинами зрілі статеві клітини мають типові відмінності. По-перше, це гаплоїдний (у людини n = 23) набір хромосом в ядрах. Завдяки цьому внаслідок запліднення в зиготі відновлюється типовий для виду диплоїдний (у людини 2n = 46) набір хромосом. По-друге, це незвичайне для інших клітинних типів значення ядерно-цитоплазматичного відношення, яке у яйцеклітин знижено в силу значної кількості цитоплазми (зокрема, завдяки наявності жовтка) – у соматичних клітин воно зазвичай виражається дробом 1/6, тоді як у яйцеклітин – 1/15. У сперматозоїдів ядерно-цитоплазматичне відношення підвищено в силу малої кількості цитоплазми. По-третє, це низький рівень обмінних процесів, близький до стану анабіозу. По-четверте, сперматозоїди нездатні вступати в мітотичний цикл, а у яйцеклітин ця здатність відновлюється внаслідок запліднення або дії фактора, провокуючого партеногенез. По-п’яте, тільки зигота – клітина, що утворюється внаслідок запліднення, тобто в результаті злиття чоловічої та жіночої гамет, характеризується істинної тотіпотент-ністю і в зв’язку з цим може розглядатися як універсальна стовбурова клітина-родоначальниця. Саме її нащадки дають надалі все цітотіп багатоклітинного організму відповідного виду (у людини таких цітотіп 220-250). При парті-ногенетіческом розвитку, що не вимагає запліднення, властивість універсальної тотіпотентность стовбурової клітини характеризує яйцеклітину.
Існують відмінності між жіночими та чоловічими статевими клітинами, що обумовлено різними функціями яйцеклітини і сперматозоїда в процесі розмноження. Так, яйцеклітини мають оболонки, які виконують захисну функцію, забезпечують необхідний рівень обміну речовин, перешкоджають проникненню в яйцеклітину ядра більш ніж одного сперматозоїда (блокують поліспермії), сприяють у плацентарних тварин імплантації (впровадженню) зародка в стінку матки, підтримують форму зародка. Принаймні, у деяких видів тварин клітинами (фолікулярними, що живлять) оболонок яйцеклітини утворюються деякі види і (м) РНК, які потім використовуються в білкових синтезах зародка. Так, в цих клітинах транскрибуються так звані гени з материнським ефектом – Bicoid (відповідний білок експресується на передньому полюсі) і Nanos (відповідний білок експресується на задньому полюсі) зародка плодової мухи. Ці білкові продукти створюють градієнти, завдяки яким визначається положення переднього (головного) і заднього кінців зародка, краниального (Ростральних) і каудальное напрямки. У створенні переднезадніх координат бере участь також ген Hunchback, транскрипція і трансляція якого здійснюються в клітинах самого зародка. Для яйцеклітини характерна ооплазми-тическая (плазматична) сегрегація. Після запліднення (у асцидій через 5 хв), але до початку поділів дроблення відбувається закономірне перерозподіл в обсязі фактично яйцеклітини ділянок цитоплазми різного хімічного складу. У наступному розвитку цитоплазма цих ділянок закономірно виявляється в клітинах різних, але конкретних ембріональних зачатків (фактично тканин і органів). Можна думати, що здатність бластомерів диференціюватися в певні клітинні типи якимось чином пов’язана з властивостями тієї цитоплазми, яку вони успадковують в процесі поділів дроблення. Наявність і закономірна локалізація в цитоплазмі зародкової (статевий) плазми розглядаються як окремий випадок ово (оо) плазматичної сегрегації.
Сперматозоїд має апарат руху у вигляді джгутика. У насінної рідини чоловіча статева клітина людини демонструє швидкість близько 5 см / год. Якщо виходити зі співвідношення подоланого відстані і довжини рухомого об’єкту, то при названій швидкості сперматозоїд людини переміщається в 1,5 рази швидше плавця олімпійського рангу. Жіноча статева клітина позбавлена апарату активного руху. Відстань до порожнини матки, рівне приблизно 10 см, вона долає зі струмом рідини в маткових (фаллопієвих) трубах за 4-7 діб.
Сперматозоїди деяких видів тварин мають так званий акросомной апарат, що викидає при контакті з яйцеклітиною особливу нитку. Шляхом розчинення ферментами, які виділяються акросомной апаратом, оболонок яйцеклітини досягається освіту своєрідного “каналу” і проникнення ядра спермія в цитоплазму жіночої гамети. Поряд з акросомной апаратом, у представників інших видів описані інші пристосування і механізми, що сприяють заплідненню.
(2 votes, average: 4.50 out of 5)