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精子发生的初级精母细胞减数分裂(男科学 精子发生)

导语:精子发生的初级精母细胞减数分裂属于男科学下的精子发生分支内容。本篇围绕男科学 精子发生的初级精母细胞减数分裂主题,主要讲述精母细胞,精子发生的过程,减数分裂等方面医学知识。

减数分裂(meiosis)起始于细线前期的初级精母细胞,这一时期的男性生殖细胞进行最后的半保留DNA复制,在这些男性生殖细胞中所有的DNA合成均是DNA修复合成,作为减数分裂的早前期,染色体呈细线状,仅性染色体形成致密的异固缩小体。随着细线期(leptotene)和偶线期(zygotene)精母细胞从生精小管的基底小室通过Sertoli细胞的紧密连接进入近腔小室,初级精母细胞的核形态发生明显的变化。在细线期,虽DNA已复制,但染色体看不到两条姐妹染色单体,染色体丝折叠成珠状,形成染色粒(chromomere)。随着染色体的进一步折叠,染色粒越来越大,数目也越来越少,减数分裂进入偶线期。此时同源染色体配对,称为染色体联会(synapses)。染色体配对是高度特异的,在点与点、染色粒与染色粒之间配对是绝对准确和特异的,配对的同源染色体不互相融合,其间有0.15~0.32nm的间隙,间隙中主要成分是蛋白质,形成联会复合体。

联会复合体除帮助稳定同源染色体配对,更重要的是帮助同源染色体小片段之间的交换和重组。联会复合体是减数分裂细胞中一个高度保守的结构,自然界存在的生命万物中,无论是水中霉菌,还是人类都需要有效的联会,这是父源和母源染色体基因互换和重组的一个特异结构。在粗线期(pachytene)的精母细胞,随着染色体的进一步折叠,每条染色体出现两条染色单体,每条染色单体均有自己的着丝点。此时,在同源染色单体之间能发生某些片段的断裂和交换(crossing over),这一现象能在光镜下看到,称为交叉(chiasma)现象,也是染色体基因互换和重组的基础。在双线期(diplotene)时,同源染色体之间开始分离,但在交叉的部位仍连在一起。在终变期(diakinesis),核仁消失,交叉数目明显减少,同源染色体只有端部在一起。由终变期进入减数分裂的中期、后期和末期,每一个初级精母细胞分成为两个次级精母细胞。每一个细胞中容纳单倍体染色体数,每一个染色体由两条染色单体组成,两条染色单体靠着丝点处相连。

第一次减数分裂完成后,经过短暂的间期(有时此期并不存在),染色体不再进行复制即进入第二次减数分裂。在第二次减数分裂时,两条染色单体在着丝点处分开,各自移向细胞两端,在较短的时间里,次级精母细胞即分裂成为早期的精子细胞。

在近腔小室中静息期初级精母细胞减数分裂的过程

SV:指粗线期时,性染色体发生联会形成的性泡(sex vesicle);S:联会(synapses)

减数分裂是一个极其复杂的过程,需要许多新的结构蛋白和酶的参与,它们对染色体的排列、断裂、重组和修复等具有重要的意义。如:Rad51是与人类同源的作用于基因重组的细菌重组蛋白;ATM相关基因是预防DNA损伤的基因家族的一员;泛素偶联修复酶(ubiquitin conjugating repair enzyme)参与蛋白质转化;另外还有减数分裂特异性的DNA双链断裂酶、DNA重组蛋白及减数分裂特异的热休克蛋白等。