Spermatociti su tip muških gametocita kod životinja.Nastaju od nezrelih germ-ćelija zvanih spermatogonije. Nalaze se u testisu, u strukturi poznatoj kao sjemenske cijevi. Postoje dva tipa spermatocita, primarni i sekundarni spermatociti. Primarni i sekundarni spermatociti nastaju procesom spermatocitogeneze.
Primarni spermatociti su diploidne ćelije (2n). Nakon mejoze I formiraju se dvije sekundarne spermatocite. Sekundarne spermatocite su haploidne (n) ćelije koje sadrže polovinu diploidnog broja hromosoma.
Sve muške životinje proizvode spermatocite, čak i hermafroditi poput Caenorhabditis elegans, koji postoje kao muški ili hermafroditni. U hermafroditu C. eleganima, proizvodnja sperme se prvo javlja i zatim se skladišti u spermateka. Jednom kada su jaja formira, one će biti sposobne da se samooplode i proizvedu do 350 potomaka.
Razvoj thumb|300px|right|Spermatogonija prolazi kroz mitozu i formira primarne spermatocite u testisu skakavca|alt=|leftthumb|300px|Spermatocitogeneza|alt= U pubertetu, spermatogonije koji se nalaze duž zida sjemenih kanalića unutar testisa inicirat će početak mitotskih dioba, formirajući dva tipa A ćelija koje sadrže ovalna jedra sa jedarcima prikačenim za jedarni ovoj; jedno tamno (Ad) i drugo (Ap) blijedo. Ad ćelije su spermatogonije koje ostaju u baznom kompartmentu (vanjski region cjevčice); ove ćelije su rezervne spermatogonijske ćelije koje obično ne podliježu mitozi. Tip Ap aktivno razdvajaju spermatogonijske matične ćelije koje započinju diferencijaciju na spermatogonije tipa B, koje imaju okrugla jedra i heterokromatin vezane za jedrovu ovojnicu i jentralna jedarca. Tip B ćelija će se pomaknuti prema adluminalnom odjeljku (unutrašnjem dijelu tubula) i postati primarni spermatociti; ovaj postupak traje oko 16 dana. Primarni spermatociti u adluminalnom odjeljku nastavit će se dalje mejozu I i podijeliti se u dvije ćelije kćeri, poznate kao sekundarni spermatociti, u procesu koji traje 24 dana. Svaki sekundarni spermatocit će formirati dvije spermatide nakon mejoze II. Iako su spermatociti koji se mitotski i mejotski dijele osjetljivi su na zračenje i karcinome, spermatogonijske matične ćelije nisu. Stoga, nakon prestanka terapije zračenjem ili hemoterapije, matične ćelije spermatognije mogu ponovo pokrenuti početak spermatogeneze. thumb|Hormoni koje proizvodi hipofiza . GnRH izlučuje hipotalamus, što inducira prednju hipofizu da nakon puberteta proizvodi FSH i LH thumb|500px|Shema toka mejoze
Uloga hormona Formiranje primarnih spermatocita (proces poznat kao spermatocitogeneza) kod ljudi započinje kada muškarac spolno sazrijeva u pubertetu, u dobi od 10 do 14 godina. Formiranje se pokreće nakon pulsiranog porasta gonadotropin-oslobađajućeg hormona (GnRH) iz hipotalamusa, što dovodi do izlučivanja folikul-stimulirajućeg (FSH) i luteinizirajućeg hormoba (LH) proizvedenih od prednjem režnju hipofize. Oslobađanje FSH-a u testisima pospješit će spermatogenezu i dovesti do razvoja Sertolijevih ćelija, koje djeluju kao ćelije njege, gdje će spermatide sazrijeti nakon mejoze II. LH podstiče
Leydigove ćelije na izlučivanje testosterona u testise i krv, što inducira spermatogenezu i pomaže formiranju sekundarnih spolnih karakteristika. Od ovog perioda, izlučivanje FSH i LH (inducirajući za proizvodnju testosterona) će podstaći spermatogenezu do kraja života mužjaka. Povećavanje lučenja hormona FSH i LH kod muškaraca neće povećati brzinu spermatogeneze. Međutim, s godinama će stopa proizvodnje opadati, čak i kad je količina hormona koji se izlučuje konstantna; to je zbog većih stopa degeneracije germ-ćelija tokom mejotske profaze.
Pregled tipova ćelija U sljedećoj tabeli navedeni su ploidija, broj kopija i broj hromosoma / hromatida po jednoj ćeliji, općenito prije sinteze i podjele DNK (u G1fazi ćelijskog ciklusa, ako je primjenjivo). Primarni spermatociti se vežu nakon sinteze DNK i prije diobe. Ćelija Tip Ploidija/hromosomi čovjeka Broj kopija DNK/hromatida kod čovjeka Proces unosa po ćeliji Trajanje Spermatogonija (tipovi Ad, Ap i B) Germ-ćelije Diploidi (2n) / 46 2C / 46 Spermatocitogeneza (Mitoza) 16 dana Primarni spermatociti Muški gametociti Diploidi (2n) / 46 4C / 2x46 Spermatocitogeneza (Mejoza I ) 24 dana Sekundarni spermatocit Muški gametocit Haploidi (n) / 23 2C / 46 Spermatidogenza (Mejoza II ) Nekoliko sati Spermatide Muški gameti Haploidi (n) / 23 1C / 23 Spermiogeneza 24 dana Spermatozoidi Sperma Haploidi (n) / 23 1C / 23 Spermijacija 64 dana (ukupno)
Fiziologija Oštećenja i popravke Spermatociti redovno prevladavaju dvolančane prekide i druga prirodno nastala oštećenja DNK, u fazi profaze mejoze. Ova oštećenja mogu nastati programiranom aktivnošću Spo11, enzima koji se koristi u mejotskoj rekombinaciji, kao i neprogramiranim razbijanjem DNK, poput onih uzrokovanih oksidativnim slobodnim radikalima nastalim kao proizvodi normalnog metabolizma. Ova oštećenja popravljaju se homolognim rekombinacijskim putevima i koriste RAD1 i γ H2AX, koji prepoznaju dvostruke lomove, odnosno ne mijenjaju hromatin. Kao rezultat toga, dvostruki prekidi mejotskih ćelija, za razliku od mitotskih, obično ne dovode do apoptoze ili ćelijske smrti. Homologna rekombinacija al-popravak (HRR) prekida dvostrukih nitim pojavljuje se kod miševa tokom sekvencijalnih faza spermatogeneze, ali je najistaknutija u spermatocitima. U spermatocitima se događaji s HRR-om dešavaju uglavnom u pahitenskoj fazi mejoze i prevladava genska konverzija HRR-a, dok je u ostalim fazama spermatogeneze uzajamna razmjena HRR-a češća. Tokom mišje spermatogeneze, frekvencije mutacija ćelija u različitim fazama, uključujući pahitenske spermatocite, su 5 do 10 puta niže od frekvencija mutacije u somatskim ćelijama. Zbog povišene sposobnosti popravljanja DNK, spermatociti vjerovatno imaju središnju ulogu u održavanju ovih nižih stopa mutacije, a time i u očuvanju genetičkog integriteta muške germ linije.
Poznato je da heterozigotni hromosomski rearanžmani dovode do spermatogenih poremećaja ili neuspjeha; međutim, molekularni mehanizmi koji uzrokuju to nisu toliko poznati. Pretpostavlja se da je mogući uzrok pasivni mehanizam koji uključuje grupiranje asinapsne regije u spermatocitima. Asinapsne regije povezane su sa BRCA1, kinazom povezanom s ataksijom telangiectasia i Rad3 povezano i γ H2AX prisutnošću u pahitenskim spermatocitima.
Također pogledajte
Germ-ćelije Gameti Gametocitogeneza Leydigove ćelije Mitoza Mejoza Sertolijeva ćelija Spermatogeneza Spermatogonija Spermatida Spermatocitogeneza Spermatidogeneza Sperma
Reference
Vanjsku linkovi Spermatogenesis The Male Reproductive System The Reproductive System
Kategorija:Ćelije Kategorija:Muški reproduktivni sistem