शुक्राणुजनन: चरणों और उनकी विशेषताएं - जीवविज्ञान - 2025

शुक्राणुजनन जर्म कोशिकाओं (शुक्राणुजन) से शुक्राणु के गठन की एक प्रक्रिया है। यह यौन प्रजनन वाले यूकेरियोटिक जीवों के पुरुष व्यक्तियों में होता है।

इस प्रक्रिया को कुशलता से करने के लिए, इसमें विशिष्ट परिस्थितियों की आवश्यकता होती है, जिसमें शामिल हैं: सटीक जीन अभिव्यक्तियों के साथ सही गुणसूत्र विभाजन और कार्यात्मक कोशिकाओं की एक उच्च संख्या का उत्पादन करने के लिए एक पर्याप्त हार्मोनल माध्यम।

स्त्रोत: एंकर ०२०५

शुक्राणुजन्य का परिवर्तन परिपक्व युग्मक के जीवों में यौन परिपक्वता के दौरान होता है। टेस्टोस्टेरोन के उत्पादन में हस्तक्षेप करने वाले एचसीजी (मानव कोरियोनिक गोनाडोट्रोपिन) जैसे पिट्यूटरी गोनाडोट्रोपिन प्रकार के कुछ हार्मोन के संचय के कारण यह प्रक्रिया शुरू हो जाती है।

शुक्राणुजनन क्या है?

शुक्राणुजनन में पुरुष युग्मक का निर्माण होता है: शुक्राणु।

इन सेक्स कोशिकाओं का उत्पादन वृषण नलिकाओं में शुरू होता है, वृषण में स्थित होता है। ये नलिकाएं गोनॉड्स की कुल मात्रा का लगभग 85% भाग पर कब्जा कर लेती हैं और उनमें अपरिपक्व रोगाणु कोशिकाएं या शुक्राणुजन होते हैं जो लगातार समसूत्री विभाजन करते हैं।

इनमें से कुछ शुक्राणुजन प्रजनन को रोकते हैं और प्राथमिक शुक्राणुकोशिका बन जाते हैं, जो प्रत्येक में अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया शुरू करते हैं, जो प्रत्येक पूर्ण क्रोमोसोमल भार के साथ द्वितीयक शुक्राणुकोशिका का निर्माण करते हैं।

उत्तरार्द्ध अर्धसूत्रीविभाजन के दूसरे चरण को पूरा करता है, अंत में आधे क्रोमोसोमल लोड (अगुणित) के साथ चार शुक्राणुओं को जन्म देता है।

बाद में वे रूपात्मक परिवर्तनों से गुजरते हैं, शुक्राणु पैदा करते हैं, जो अंडकोष के बगल में अंडकोश में स्थित एपिडीडिमिस पर जाते हैं। इस डक्ट में उन युग्मकों की परिपक्वता होती है जो व्यक्ति के जीन को संचारित करने के लिए तैयार होते हैं।

शुक्राणुजनन प्रक्रिया हार्मोनल और आनुवंशिक विनियमन पर निर्भर करती है। यह प्रक्रिया टेस्टोस्टेरोन-आश्रित है, इसलिए इस हार्मोन के उत्पादन में विशिष्ट कोशिकाओं (लेयडिग कोशिकाएं) को सेमीनीफेरस नलिकाओं में पाया जाता है।

आनुवांशिक तत्व शामिल

शुक्राणुजनन में कुछ महत्वपूर्ण जीन एसएफ -1 जीन हैं, जो लेडिग कोशिकाओं और एसआरवाई जीन के विभेदीकरण में कार्य करता है, जो सर्टोली कोशिकाओं के भेदभाव और वृषण डोरियों के गठन में हस्तक्षेप करता है। अन्य जीन इस प्रक्रिया को विनियमित करने में शामिल हैं: RBMY, DBY, USP9Y और DAZ।

उत्तरार्द्ध वाई गुणसूत्र पर पाया जाता है। यह आरएनए बाध्यकारी प्रोटीन के कोडिंग में कार्य करता है और इसकी अनुपस्थिति कुछ व्यक्तियों में बांझपन से जुड़ी होती है।

चरणों और उनकी विशेषताओं

परिपक्व शुक्राणु के साथ अर्ध नलिकाएं। नेफ्रॉन

प्राइमोर्डियल जर्म सेल (गोनोसाइट्स) जर्दी थैली में बनते हैं और जननांग शिखा में चले जाते हैं, जिससे सर्टोली कोशिकाओं के बीच विभाजन हो जाता है, इस प्रकार सेमिनिफिक नलिकाएं बन जाती हैं। गोनोसाइट्स अंदर पाए जाते हैं, जहां से वे शुक्राणुजन को जन्म देने के लिए तहखाने की झिल्ली की ओर पलायन करते हैं।

आदिम रोगाणु कोशिकाओं के प्रसार और शुक्राणुजन के गठन व्यक्ति के भ्रूण के विकास के दौरान होते हैं। जन्म के कुछ समय बाद, इन कोशिकाओं का माइटोटिक विभाजन रुक जाता है।

जिस प्रक्रिया से परिपक्व शुक्राणु उत्पन्न होते हैं उसे तीन चरणों में विभाजित किया जाता है: शुक्राणुजन, शुक्राणुनाशक, और शुक्राणु।

1. स्पर्मेटोगोन चरण

जैसे-जैसे व्यक्तियों की यौन परिपक्वता की अवधि निकट आती है, टेस्टोस्टेरोन के स्तर में वृद्धि शुक्राणुजन के प्रसार को सक्रिय करती है। ये रोगाणु कोशिकाएं शुक्राणुजन की एक श्रृंखला उत्पन्न करने के लिए विभाजित होती हैं जो प्राथमिक शुक्राणुकोश में अंतर करती हैं।

मनुष्यों में, स्पर्मोगोनिया के कई रूपात्मक प्रकार प्रतिष्ठित हैं:

स्पर्मेटोगोनिया विज्ञापन: अर्धवृत्ताकार नलिका के अंतरालीय कोशिकाओं के बगल में स्थित है। वे एक-प्रकार की जोड़ी उत्पन्न करने वाले माइटोटिक डिवीजनों को पीड़ित करते हैं जो बदले में या एक एपी-प्रकार की जोड़ी को जारी रखता है।

एपी शुक्राणुजन: ये शुक्राणु उत्पन्न करने के लिए विभेदीकरण प्रक्रिया का अनुसरण करते हैं, माइटोसिस द्वारा लगातार विभाजित होते हैं।

Spermatogonia B. एप शुक्राणुजन्य के माइटोटिक डिवीजन का उत्पाद। उनके पास एक गोलाकार नाभिक है और "साइटोप्लाज्मिक पुलों" द्वारा एक दूसरे से जुड़े होने की ख़ासियत है।

वे एक प्रकार का सिन्थाइटियम बनाते हैं जो बाद के चरणों में बना रहता है, शुक्राणु विभेदीकरण में अलग होता है, क्योंकि शुक्राणु अर्धवृत्ताकार नलिका के लुमेन में छोड़ दिए जाते हैं।

इन कोशिकाओं के बीच साइटोप्लाज्मिक संघ शुक्राणुजन के प्रत्येक जोड़े के एक समन्वित विकास की अनुमति देता है और प्रत्येक एक अपने कार्य के लिए आवश्यक पूरी आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करता है, क्योंकि अर्धसूत्रीविभाजन के बाद भी, इन कोशिकाओं का विकास जारी है।

2. शुक्राणुनाशक चरण

इस चरण में, बी शुक्राणुजन ने श्वेत रूप से विभाजित किया है, जिससे मैं (प्राथमिक) शुक्राणुनाशक बनते हैं जो उनके गुणसूत्रों की नकल करते हैं, ताकि प्रत्येक कोशिका गुणसूत्रों के दो सेटों को वहन करती है, जो सामान्य जानकारी से दोगुनी मात्रा में होती है।

इसके बाद, इन स्पर्मेटोसाइट्स के मेयोटिक विभाजन किए जाते हैं, इसलिए उन में आनुवंशिक सामग्री अगुणित वर्ण तक पहुंचने तक कटौती से गुजरती है।

मिटोसिस मैं

पहले meiotic डिवीजन में, गुणसूत्र प्रोपेज़ में घनीभूत होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप, मनुष्यों के मामले में, 44 ऑटोसोम और दो क्रोमोसोम (एक एक्स और एक वाई), प्रत्येक क्रोमैटिड्स के सेट के साथ होता है।

मेटाफ़ेज़ के भूमध्यरेखीय प्लेट पर अस्तर करते हुए एक-दूसरे को होमोलोगस गुणसूत्र। इन व्यवस्थाओं को टेट्रैड्स कहा जाता है क्योंकि उनमें दो जोड़े क्रोमैटिड होते हैं।

Tetrads क्रोमैटिड्स के साथ आनुवंशिक संरचना (क्रॉसिंग-ओवर) का आदान-प्रदान करता है, जिसे एक संरचना में सिनैप्टोनोमिक कॉम्प्लेक्स कहा जाता है।

इस प्रक्रिया में, पिता और माता से विरासत में मिली समरूप गुणसूत्रों के बीच सूचनाओं का आदान-प्रदान करके आनुवांशिक विविधीकरण होता है, यह सुनिश्चित करता है कि शुक्राणुनाशक से उत्पादित सभी शुक्राणु अलग-अलग होते हैं।

क्रॉसिंग-ओवर के अंत में, गुणसूत्र अलग हो जाते हैं, मेयोटिक स्पिंडल के विपरीत ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं, टेट्राड्स की संरचना को "भंग" करते हैं, प्रत्येक क्रोमोसोम के पुनर्संयोजित क्रोमैटिड एक साथ।

माता-पिता के संबंध में आनुवांशिक विविधता की गारंटी देने का एक अन्य तरीका धुरी के ध्रुवों की ओर पिता और मां से प्राप्त गुणसूत्रों का यादृच्छिक वितरण है। इस अर्धसूत्री विभाजन के अंत में, द्वितीय (द्वितीयक) शुक्राणुनाशक पैदा होते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन II

द्वितीयक शुक्राणुकोशिका नए डीएनए के संश्लेषण के तुरंत बाद दूसरी अर्धसूत्रीविभाजन प्रक्रिया शुरू करती है। इसके परिणामस्वरूप, प्रत्येक शुक्राणु के पास आधा गुणसूत्र भार होता है और प्रत्येक गुणसूत्र में दोहरे डीएनए के साथ बहन क्रोमैटिड की एक जोड़ी होती है।

मेटाफ़ेज़ में, गुणसूत्रों को विषुवतीय प्लेट पर वितरित और संरेखित किया जाता है, और अर्धसूत्रीविभाजन के धुरी के विपरीत पक्षों की ओर पलायन करके क्रोमैटिड्स अलग हो जाते हैं।

परमाणु झिल्ली के पुनर्निर्माण के बाद, अगुणित शुक्राणु आधे क्रोमोसोम (मनुष्यों में 23), एक क्रोमैटिड और आनुवंशिक जानकारी (डीएनए) की एक प्रति के साथ प्राप्त किए जाते हैं।

3. शुक्राणु चरण

शुक्राणुजनन शुक्राणुजनन प्रक्रिया का अंतिम चरण है, और इसमें कोशिका विभाजन नहीं होते हैं, लेकिन रूपात्मक और चयापचय परिवर्तन जो कोशिका विभेदन को अगुणित परिपक्व शुक्राणु की अनुमति देते हैं।

कोशिकीय परिवर्तन तब होते हैं जब स्पर्मिड्स सर्टोली कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली से जुड़े होते हैं, और उन्हें चार चरणों में वर्णित किया जा सकता है:

गोलगी चरण

यह वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा गोल्गी तंत्र गॉल्गी परिसरों में प्रकोसोमिक ग्रैन्यूल या पीएएस (आवधिक अम्ल-शिफ प्रतिक्रियाशील) के संचय द्वारा एकरस को जन्म देता है।

ये दाने नाभिक के बगल में स्थित एक एक्रोसोमल पुटिका की ओर ले जाते हैं और इसकी स्थिति शुक्राणु के पूर्वकाल भाग को निर्धारित करती है।

केंद्रक शुक्राणु के पीछे के हिस्से की ओर बढ़ते हैं, खुद को प्लाज्मा झिल्ली के साथ लंबवत रूप से संरेखित करते हैं और शुक्राणु बनाते हैं जो शुक्राणु फ्लैगेलम के आधार पर एक्सोनोमी के माइक्रोट्यूबुल्स को एकीकृत करेगा।

कैप चरण

एक्रोसोमल पुटिका बढ़ता है और नाभिक के पूर्वकाल भाग पर फैलता है, जिससे एक्रोसोम या एक्रोसोमल कैप बनता है। इस चरण में, परमाणु सामग्री संघनित होती है और नाभिक का वह हिस्सा जो अपने छिद्रों को खो देता है, एक्रोसोम घने के नीचे रहता है।

एकरस अवस्था

नाभिक गोल से अण्डाकार तक बढ़ाता है, और फ्लैगेलम उन्मुख होता है, ताकि इसका पूर्वकाल सेर्टोली कोशिकाओं के लिए संकेत करते हुए सेरटोली कोशिकाओं से जुड़ जाए, जिसके भीतर विकासशील फ्लैगेलम का विस्तार होता है।

साइटोप्लाज्म कोशिका के पीछे ले जाता है और साइटोप्लाज्मिक माइक्रोट्यूबुल्स एक बेलनाकार म्यान (मैनचेत) में जमा होता है जो एक्रोसोमल कैप से शुक्राणु के पीछे के हिस्से तक चलता है।

फ्लैगेलम को विकसित करने के बाद, केंद्रक नाभिक की ओर वापस चला जाता है, नाभिक के पीछे के हिस्से में एक नाली का पालन करता है, जहां से नौ मोटे तंतु निकलते हैं जो अक्षतंतु के सूक्ष्मनलिकाएं तक पहुंचते हैं; इस तरह से नाभिक और फ्लैगेलम जुड़े हुए हैं। इस संरचना को गर्दन क्षेत्र के रूप में जाना जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया गर्दन के पीछे के क्षेत्र की ओर बढ़ते हैं, मोटे तंतुओं के आसपास होते हैं और शुक्राणु पूंछ के मध्यवर्ती क्षेत्र को बनाते हुए एक तंग पेचदार म्यान में व्यवस्थित होते हैं। साइटोप्लाज्म पहले से ही बनाए गए फ्लैगेलम को ढंकने के लिए चलता है, और "मैनचेत" घुल जाता है।

पकने की अवस्था

अतिरिक्त साइटोप्लाज्म सर्टोली कोशिकाओं द्वारा फैगोसाइट किया जाता है, जो अवशिष्ट शरीर का निर्माण करता है। साइटोप्लाज्मिक ब्रिज जो बी स्पर्मेटोगोनिया में बना था वह अवशिष्ट निकायों में रहता है, इसलिए शुक्राणु अलग हो जाते हैं।

अंत में, शुक्राणुनाशक को सर्टोली कोशिकाओं से मुक्त किया जाता है, जिसमें सेमिनिफायर ट्यूब्यूल के लुमेन को छोड़ा जाता है, जहां से उन्हें सीधे ट्यूब, रीट वृषण और अपवाही नलिका के माध्यम से एपिडीडिमिस तक पहुँचाया जाता है।

हार्मोनल विनियमन

शुक्राणुजनन एक प्रक्रिया है, जो हार्मोन द्वारा मुख्य रूप से टेस्टोस्टेरोन को नियंत्रित करती है। मनुष्यों में, यौन परिपक्वता में पूरी प्रक्रिया शुरू हो जाती है, हार्मोन GnRH के हाइपोथैलेमस में रिलीज से, जो पिट्यूटरी गोनोडोट्रॉपिन (एलएच, एफएसएच और एचसीजी) के उत्पादन और संचय को सक्रिय करता है।

Sertoli कोशिकाएँ FSH की उत्तेजना द्वारा टेस्टोस्टेरोन ट्रांसपोर्टर प्रोटीन (ABP) को संश्लेषित करती हैं, और साथ में Leydig कोशिकाओं (LH द्वारा प्रेरित) द्वारा जारी किए गए टेस्टोस्टेरोन के साथ, वे अर्धचालक नलिकाओं में इस हार्मोन की उच्च एकाग्रता सुनिश्चित करते हैं।

सर्टोली कोशिकाओं में, एस्ट्राडियोल को भी संश्लेषित किया जाता है, जो लेडिग सेल गतिविधि के नियमन में शामिल होता है।

निषेचन

एपिडीडिमिस वास deferens के साथ जुड़ता है जो मूत्रमार्ग में बहता है, अंत में शुक्राणु के बाहर निकलने की अनुमति देता है जो बाद में निषेचन के चक्र को पूरा करने के लिए एक अंडे की तलाश करता है।

एक बार जारी होने के बाद, शुक्राणु मिनट या घंटों के दौरान मर सकते हैं, ऐसा होने से पहले मादा युग्मक को ढूंढ सकते हैं।

मनुष्यों में, संभोग के दौरान प्रत्येक स्खलन में लगभग 300 मिलियन शुक्राणु निकलते हैं, लेकिन लगभग 200 जीवित रहते हैं जब तक कि वे उस क्षेत्र तक नहीं पहुंचते जहां वे संभोग कर सकते हैं।

शुक्राणु को महिला प्रजनन पथ में एक प्रशिक्षण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है जहां वे फ्लैगेलम की अधिक गतिशीलता प्राप्त करते हैं और एक्रोसोम प्रतिक्रिया के लिए कोशिका तैयार करते हैं। अंडे को निषेचित करने के लिए ये विशेषताएं आवश्यक हैं।

शुक्राणु की क्षमता

शुक्राणु उपस्थित होने वाले परिवर्तनों के बीच, जैव रासायनिक और कार्यात्मक संशोधन बाहर खड़े होते हैं, जैसे कि प्लाज्मा झिल्ली के हाइपरप्लोरीकरण, साइटोसोलिक पीएच में वृद्धि, लिपिड और प्रोटीन में परिवर्तन और झिल्ली रिसेप्टर्स की सक्रियता, उन्हें ज़ोना पेलुसीडा द्वारा मान्यता प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसमें शामिल होने के लिए।

यह क्षेत्र प्रजातियों के बीच क्रॉसिंग से बचने के लिए एक रासायनिक अवरोधक के रूप में काम करता है, क्योंकि विशिष्ट रिसेप्टर्स को पहचानने से, निषेचन नहीं होता है।

अंडों में दानेदार कोशिकाओं की एक परत होती है और वे हाइलायुरोनिक एसिड की उच्च सांद्रता से घिरे होते हैं जो एक बाह्य मैट्रिक्स बनाते हैं। कोशिकाओं की इस परत को भेदने के लिए, शुक्राणु में हाइलूरोनिडेज एंजाइम होते हैं।

ज़ोना पेलुसीडा के संपर्क में आने पर, एक्रोसोम प्रतिक्रिया शुरू हो जाती है, जिसमें एक्रोसोमल कैप की सामग्री जारी होती है (हाइड्रोलाइटिक एंजाइम के रूप में), जो शुक्राणु को क्षेत्र को पार करने और डिंब के प्लाज्मा झिल्ली में शामिल होने में मदद करती है, जारी करती है। इसके भीतर इसकी साइटोप्लास्मिक सामग्री, ऑर्गेनेल और न्यूक्लियस।

Cortical प्रतिक्रिया

कुछ जीवों में, डिंब के प्लाज्मा झिल्ली का एक विध्रुवण तब होता है जब यह एक शुक्राणु के संपर्क में आता है, इस प्रकार यह एक से अधिक निषेचन को रोकता है।

पॉलीस्पर्मिया को रोकने के लिए एक अन्य तंत्र कॉर्टिकल प्रतिक्रिया है, जहां एंजाइम जारी किए जाते हैं जो कि ज़ोना पेलुसीडा की संरचना को बदलते हैं, ग्लाइकोप्रोटीन ZP3 को रोकते हैं और ZP2 को सक्रिय करते हैं, जिससे यह क्षेत्र अन्य शुक्राणु के लिए अभेद्य हो जाता है।

शुक्राणु के लक्षण

पुरुष युग्मकों में ऐसी विशेषताएं होती हैं जो उन्हें महिला युग्मकों से बहुत अलग बनाती हैं और बाद की पीढ़ियों तक व्यक्ति के जीन को फैलाने के लिए अत्यधिक अनुकूलित होती हैं।

ओव्यूल्स के विपरीत, शुक्राणु शरीर में मौजूद सबसे छोटी कोशिकाएं होती हैं और एक फ्लैगेलम पेश करती हैं जो उन्हें मादा युग्मक तक पहुंचने के लिए स्थानांतरित करने की अनुमति देता है (जिसमें ऐसी गतिशीलता नहीं होती है)। इस फ्लैगेलम में गर्दन, मध्यवर्ती क्षेत्र, मुख्य क्षेत्र और टर्मिनल क्षेत्र शामिल हैं।

गर्दन में सेंट्रीओल्स होते हैं, और मध्यवर्ती क्षेत्र में माइटोकॉन्ड्रिया स्थित होते हैं, जो उनकी गतिशीलता के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

सामान्य तौर पर, शुक्राणु का उत्पादन बहुत अधिक होता है, ये उनमें से बहुत प्रतिस्पर्धी होते हैं क्योंकि केवल लगभग 25% वास्तव में एक महिला व्यास को निषेचित करने में सक्षम होंगे।

शुक्राणुजनन और ओजोजेनेसिस के बीच अंतर

शुक्राणुजनन की विशेषताएं हैं जो इसे ओजोनसिस से अलग करती हैं:

-लोग व्यक्ति की यौन परिपक्वता के बाद से लगातार अर्धसूत्रीविभाजन करते हैं, प्रत्येक कोशिका एक के बजाय चार परिपक्व युग्मक का निर्माण करती है।

-एक जटिल प्रक्रिया के बाद शुक्राणु परिपक्व होता है जो अर्धसूत्रीविभाजन के बाद शुरू होता है।

-एक शुक्राणु के उत्पादन के लिए, दो बार के रूप में कई सेल डिवीजनों एक डिंब के गठन के रूप में होते हैं।

संदर्भ

1. अल्बर्ट, बी।, जॉनसन, ए।, लुईस, जे।, रफ़, एम।, रॉबर्ट, के। और वाल्टर, पी। (2008)। कोशिका का आणविक जीवविज्ञान। माला विज्ञान, टेलर और फ्रांसिस समूह।
2. क्रेयटन, TE (1999)। आणविक जीव विज्ञान का विश्वकोश। जॉन विले एंड संस, इंक।
3. हिल, आरडब्ल्यू, वायस, जीए, एंडरसन, एम। (2012)। पशु फिजियोलॉजी। Sinauer एसोसिएट्स, इंक प्रकाशक।
4. किल्मन, आरएम (2016)। विकासवादी जीवविज्ञान का विश्वकोश। अकादमिक प्रेस।
5. मरीना, एस। (2003) स्पर्मेटोजेनेसिस, क्लिनिकल इम्प्लीकेशन्स के ज्ञान में उन्नति। इबेरो-अमेरिकन फर्टिलिटी पत्रिका। 20 (4), 213-225।
6. रॉस, एमएच, पॉलीना, डब्ल्यू (2006)। प्रोटोकॉल। संपादकीय मेदिका पानामेरिकाना।