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この記事を読んで成熟した精子の構造、機能、種類についての情報を手に入れよう!
動物のさまざまなグループの精子は、非常に多様な形をしています。
雄から卵母細胞に遺伝物質を運ぶ働きをする精子は、頭部と尾部の2つの主要な部分から構成されている。
Image Courtesy : images.thevine.com.au/sperm-can-be-superfood_070613081831.jpg
精子の頭部と尾部は、生きた細胞のように連続した細胞膜に収まっています。 精子の細胞全体は、泳いで卵に出会い、卵の皮質と融合し、精子の核と中心核を卵の内部に導入するという特殊で限られた時間の行動のために、流線型で対になっている。 精子頭部は遺伝と活性化の2つの機能を担っている。
遺伝機能は精子核に具現化され、ほぼ完全にDNAと核タンパク質からなり、雄からの遺伝性の伝達を担っている。 精子核は頭部の大部分を占め、その形状が最終的に精子の頭部の形状を決定している。 精子核の前端には先体というキャップ状の構造物がある。
先体の形と大きさは種によって異なる。 先体には先体膜があり、ガラクトース、マンノース、フルクトース、ヘキソスミンのような特定の先体多糖類が含まれている(Kopency, 1976)。 また、多くの酵素、特にヒドロラーゼが先体には存在する。 ヒアルロニダーゼ、ゾナ・アイシン、アクロシンなど、精子が卵子に侵入する際に機能する2つの最も重要な酵素も含まれている(Nelson, 1985)。
家禽などの一部の動物の精子では、先端体と核の間に軸体または先端体コーンというコーン状の構造が見られる(図8のA)。 この先体円錐は受精の際に先体フィラメントに発展する。 核と精子頭部の細胞膜の間には、細胞質はほとんど存在しない。 先体小胞膜と精子形質膜の間にある細胞質は先体周囲細胞質と呼ばれる。
精子尾部の構造:
精子尾部の運動装置は軸糸または軸糸複合体であり、これは通常の中心対または軸糸(または微小管)に囲まれ、それぞれが隣の二重管に向かって突き出る2列の腕と、中心対の微小管に向かって内側に放射する1列の放射状スポークの内側列、および9本の粗縦繊維の外側環からなる(Guraya、1987)。
実は、鞭毛の構造的な構成要素はすべて、連結片、9+2軸糸、繊維状の鞘、外側の密繊維を含み、構造的に一つの機能単位に連動している。
突起からなる中心鞘が二つの中心管状体を囲んでいると説明されてきた。 これは9本のスポークでつながっており、9本のダブレットに放射状にリンクし、ダブレット間のリンクで互いにつながっている。 (Fig. 8 d)。
形態学的な観点から見ると、尾は以下の小部門から構成されている。 首:
首は頭部の基部と中間部のミトコンドリア螺旋の最初の回りの間にある突起からなる短くて少しくびれた部分である。 頸部は頭部とも、尾部の他の部分(すなわち中間部、主要部、終末部)とも、形質膜の形態的特徴、後輪による上限の峻別、分節柱と尾部の外側デナー繊維の連続性の欠如などで明確に異なる(図8 A)。
遠位中心核は精子尾部の軸糸を形成して付着し、近位中心核は精子内では活動しないが、受精卵の第一分裂期には卵内で活性化する可能性がある。
頸部には2つまたは3つのミトコンドリアも存在する。 これらは一般に近位中心核の側面の周囲を取り囲むことによって、近位中心核のいずれかの端と密接な関係を構築している。 これらのミトコンドリアは中部の螺旋の最上部のミトコンドリアと連続している。 中部:
解剖学的には、ミトコンドリアの鞘と粗い繊維の外輪が哺乳類の精子中部を特徴づけている。 頸部と環状部の間にある鞭毛の部分であり、精子のさまざまな代謝活動にとって最も重要な場所を形成する。
哺乳類精子の軸糸は、粗繊維または付属繊維とも呼ばれる9本の外側密集繊維によって囲まれている。 これらは長さの大部分を占め、9+9+2の断面パターンを構成している(図2.8 d)。
端から端まで並んだ中部のミトコンドリアは、尾部の縦繊維要素の周りに螺旋を構成している。
ミトコンドリアの端の接合部は、一般にらせんのコースに沿ってランダムに見られる。
ミトコンドリア鞘は、精子の運動のためのエネルギー(ATP)源であると信じられている。 しかし、このエネルギーには限りがあり、一度使用すると再利用できない。ただし、哺乳類や、精子が母体内で生きている動物では、精子が利用できるエネルギー源があるため、この限りでない。
中突起と主突起の接合部には環状のものがあり、環状センチオールまたはジェンセンの環とも呼ばれる。 環状体は直径3〜4nmの糸状のサブユニットが密に詰まったものである。 環状体は、直径3〜4 nmの密に詰まったフィラメント状サブユニットからなり、細胞膜と密接に結合したまま発達している。 環状体の機能的な意義はまだ明らかではないが、一部の科学者によると、環状体の機能はミトコンドリアの移動を防ぐことである可能性がある。
3 主部分:
哺乳類精子の主部分は繊維状の鞘に囲まれており、哺乳類の異なる種で同様の基本構成をとっている。 繊維状の鞘は、尾端を半周するように伸びる一連の円周方向に配向した肋骨からなり、鞘の反対側を全長にわたって走る2本の縦列をなしている。
縦列は繊維鞘の背側と腹側の全長にわたって主要な部分を伸ばしている。 これらは精子運動中に軸糸に付着した厚さ15〜20nmの縦列サブユニットからなる。
アドバータイズメント:
細胞膜はこの複合体から独立したものである。 作品の終盤では、縦方向の柱が徐々に小さくなっていきます。 一方、肋骨は細長くなる。
4.端部:
端部は中央の一対の軸線維と9本の二重線維の輪からなり、その周囲を形質膜が取り囲んでいる。 軸方向フィラメント複合体の9+2パターンはエンドピースを含む尾部の大部分を貫いているが,エンドピース先端では繊維の配列が変化し,繊維の数が減少していることから,単一亜繊維の終端が連続していることが考えられる(図8 F-H)。
精子の機能:
精子の主な機能は、父方の遺伝子を運び、卵子を活性化することである
精子の種類:
作られる精子は種によって異なる。 精子の大きさは、アメフラシでは0.018mmと小さいものから、ヒキガエルでは2.25mm以上と大きいものまである。 しかし、精子の頭部は種特異的である。 しかし、精子の頭部は種によって異なり、球状(望遠動物)、棒状またはランス状(両生類)、スプーン状(人間および他の多くの哺乳類)、鉤状(マウスおよびラット)などがある。
精子の種類は、動物に見られる鞭毛虫精子と、二鞭毛虫精子のように鞭毛や尾を持つ鞭毛虫精子の2種類に大別される(ヒキガエル魚のOpsanusの)。 非鞭毛虫精子は鞭毛を持たず、アスカリスやカニなどに見られる
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