Alai

Przeczytaj ten artykuł, aby uzyskać informacje na temat Struktury, Funkcji i Typów Dojrzałych Plemników!

Plemniki różnych grup zwierząt wykazują dużą różnorodność kształtu. Plemniki strunowców wykazują jednak niezwykłą jednolitość struktury.

Plemnik, który pełni funkcję nośnika materiału genetycznego od samca do komórki jajowej, składa się z dwóch zasadniczych części: główki i ogona.

Ogon składa się z czterech elementów – szyjki, części środkowej, części głównej i części końcowej (Phillips, 1975).

Obydwie te części plemnika tj. główka i ogon są zawarte jak w żywych komórkach, w ciągłej błonie plazmatycznej. Cała komórka plemnika jest opływowa i sparowana do działania szczególnego rodzaju i o ograniczonym czasie trwania, a mianowicie do płynięcia i spotkania z jajem, do połączenia się z korą jaja i do wprowadzenia jądra plemnika i centrioli do wnętrza jaja.

Struktura główki plemnika:

Główka plemnika składa się głównie z jądra i akrosomu. Jej kształt, wielkość i budowa są bardzo różne u różnych grup kręgowców (ryc. 7.) Główka plemnika pełni dwie funkcje – genetyczną i aktywacyjną.

Funkcję genetyczną pełni jądro plemnika, które składa się prawie w całości z DNA oraz białek jądrowych i w ten sposób jest odpowiedzialne za przekazywanie cech dziedzicznych od samca. J±dro plemnika zajmuje większ± czę¶ć główki, a jego kształt ostatecznie decyduje o kształcie główki plemnika. Na przednim końcu jądra plemnika znajduje się czapeczkowata struktura zwana akrosomem.

Kształt i wielkość akrosomu różnią się u różnych gatunków. Akrosom jest ograniczony błoną akrosomalną i zawiera pewne polisacharydy akrosomalne, takie jak galaktoza, mannoza, fruktoza i heksosmina (Kopency, 1976). W akrosomie obecna jest również duża liczba enzymów, zwłaszcza hydrolaz. Zawiera on również dwa najważniejsze enzymy, takie jak hialuronidaza i zona Iysin lub akrozyna, które funkcjonują podczas wnikania plemnika do komórki jajowej (Nelson, 1985).

W plemnikach niektórych zwierząt, takich jak ptactwo domowe, pomiędzy akrosomem a jądrem znajduje się struktura w kształcie stożka, zwana ciałem osiowym lub stożkiem akrosomalnym (Ryc. 8 A). Stożek akrosomalny w momencie zapłodnienia przekształca się we włókno akrosomalne. Bardzo mała ilość cytoplazmy znajduje się pomiędzy jądrem a błoną plazmatyczną główki plemnika. Cytoplazma znajdująca się pomiędzy błoną pęcherzyka akrosomalnego a błoną plazmatyczną plemnika nazywana jest cytoplazmą okołokrosomalną.

Struktura ogona plemnika:

Aparatem motorycznym ogona plemnika jest aksonem lub kompleks włókien osiowych, który składa się ze zwykłej pary centralnej lub fibryli osiowych (lub mikrotubul) otoczonych wewnętrznym rzędem dziewięciu równomiernie rozmieszczonych mikrotubul podwójnych, z których każda ma dwa rzędy ramion, które wystają w kierunku sąsiedniej podwójnej tubuli, jeden rząd promienistych szprych, które promieniują do wewnątrz w kierunku centralnej pary mikrotubul, z zewnętrznym pierścieniem dziewięciu grubych włókien podłużnych (Guraya, 1987).

Właściwie wszystkie składniki strukturalne flagellum, które obejmują element łączący, 9 + 2 aksonemy, włóknistą osłonkę i zewnętrzne gęste włókna, są strukturalnie zazębione w jedną funkcjonalną jednostkę.

Opracowano centralną osłonkę, zbudowaną z wystających elementów, otaczającą dwie centralne rurki. Jest on połączony dziewięcioma szprychami, promienistymi połączeniami z dziewięcioma dubletami, które są również połączone ze sobą poprzez połączenia między dubletami. (Ryc. 8 d).

Z morfologicznego punktu widzenia ogon składa się z następujących poddziałów:

1. Szyjka:

Szyjka jest krótkim, lekko zwężonym segmentem złożonym z występów znajdujących się pomiędzy podstawą głowy a pierwszą żyłą mitochondrialnej helisy środkowego członu. Szyjka wyraźnie różni się od głowy, a także od pozostałej części ogona (tj. członu środkowego, członu głównego i członu końcowego) pewnymi cechami morfologicznymi plazmalemmy, ostrym odgraniczeniem jej górnej granicy przez pierścień tylny oraz brakiem ciągłości między segmentowanymi kolumnami a zewnętrznymi włóknami denera ogona (ryc. 8 A). Dwa Centriole leżące względem siebie pod kątem prostym to Centriole proksymalne i dystalne.

Centriole dystalne tworzą i dają umocowanie do osiowego filamentu ogona plemnika; Centriole proksymalne nie mają aktywnej funkcji w plemniku, ale są potencjalnymi aktywatorami w obrębie jaja podczas pierwszego podziału rozszczepialnego zapłodnionego jaja.

Dwa lub trzy mitochondria są również obecne w szyjce. Generalnie ustanawiają one bliski związek z każdym końcem proksymalnego centriolego, owijając się wokół bocznej powierzchni tego ostatniego. Mitochondria te są ciągłe z najwyższymi mitochondriami spirali części środkowej.

2. Część środkowa:

Anatomicznie, osłonka mitochondrialna i zewnętrzny pierścień grubych włókien charakteryzują część środkową plemnika ssaków. Jest to ta część flagellum, która leży pomiędzy szyjką a pierścieniem i stanowi najważniejsze miejsce dla różnych czynności metabolicznych plemnika.

Aksonem plemnika ssaków jest otoczony dziewięcioma zewnętrznymi gęstymi włóknami, które są również nazywane włóknami grubymi lub pomocniczymi. Biegną one przez większą część jego długości, tworząc w ten sposób wzór przekroju poprzecznego 9+9+2 (ryc. 2.8 d).

Mitochondria części środkowej ułożone koniec do końca tworzą spiralę wokół podłużnych elementów włóknistych ogona. Końce mitochondriów widoczne są na ogół losowo wzdłuż przebiegu spirali.

Uważa się, że osłonka mitochondrialna jest źródłem energii (ATP) dla ruchliwości plemników. Jednakże energia ta jest ograniczona i raz wykorzystana nie może być odnowiona, z wyjątkiem ssaków i tych zwierząt, u których plemniki pozostają żywe w ciele matki, ponieważ istnieją źródła energii dostępne dla plemników.

Na połączeniu części środkowej i głównej znajduje się pierścień, który jest również znany jako pierścień centriolego lub pierścień Jensena. annulus składa się z ściśle upakowanych filamentowych podjednostek, 3 do 4 nm średnicy. Rozwija się on w ścisłym powiązaniu z błoną plazmatyczną i pozostaje do niej mocno przyległy. Funkcjonalne znaczenie pierścienia nadal nie jest jasne, ale według niektórych naukowców funkcją pierścienia może być zapobieganie przemieszczaniu się mitochondriów.

3. Część główna:

Część główna lub część główna plemnika ssaków jest otoczona osłonką włóknistą, która wykazuje podobną organizację podstawową u różnych gatunków ssaków. Włóknista osłonka składa się z serii obwodowo zorientowanych żeber, które rozciągają się w połowie drogi wokół końca ogona w dwóch podłużnych kolumnach, które biegną wzdłuż przeciwległych stron osłonki na całej jej długości. Osłonka nie jest przytwierdzona do błony plazmatycznej.

Podłużne kolumny rozciągają się w głównym kawałku na całej długości włóknistej osłonki na jej grzbietowej i brzusznej powierzchni. Składają się one z podjednostek podłużnych o grubości 15 do 20 nm, przyczepionych do aksonemu podczas ruchu plemników.

Błona plazmatyczna jest niezależna od tego kompleksu. Pod koniec utworu kolumny podłużne stopniowo zmniejszają swoje rozmiary. Tymczasem żebra stają się smukłe. Gwałtowne zakończenie osłonki włóknistej oznacza połączenie części głównej i końcowej.

4. Część końcowa:

Część końcowa składa się z centralnej pary włókien osiowych i pierścienia dziewięciu włókien podwójnych, które są otoczone błoną plazmatyczną. Wzór 9+ 2 kompleksu włókien osiowych rozciąga się przez większą część ogona, w tym część końcową, ale układ włókien w końcówce części końcowej jest zmieniony, a zmniejszająca się liczba włókien sugeruje sukcesywne zakończenie pojedynczych podwłókien (ryc. 8 F-H).

Funkcje plemnika:

Główną funkcją plemnika jest przenoszenie ojcowskiego posagu genetycznego i aktywacja komórki jajowej.

Typy plemników:

Rodzaj produkowanego plemnika różni się w zależności od gatunku. Wielkość spermy może być tak mała jak 0,018 mm u Amphioxus lub tak duża jak 2,25 mm lub więcej u ropuchy. Główka spermy jest jednak specyficzna dla danego gatunku. Może mieć kształt sferoidalny (teleostry), pręcikowy lub lancetowaty (płazy), łyżeczkowaty (człowiek i wiele innych ssaków) lub haczykowaty (mysz i szczur).

Rodzaje plemników są ponownie podzielone na dwa główne typy występujące u zwierząt – plemniki flagellate, które posiadają flagellum lub ogon jak plemniki biflagellate (u Opsanus, ryby z rodziny ropuchowatych). Plemniki nieflagellowe nie posiadają flagelli i występują u Ascaris, krabów itp.

.