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정자

Sperm
기타 용도는 정자(동음이의)를 참조하십시오.
인간 정자 세포도

정자는 남성 생식 세포, 즉 생식 세포로, 성적 번식의 반등생 형태이다.동물들은 정자로 알려진 편모로 알려진 꼬리를 가진 운동성 정자를 생성하는 반면, 일부 홍조와 곰팡이는 정자라 알려진 운동성 [1]정자를 생성한다.개화식물은 꽃가루 안에 운동성이 없는 정자를 포함하고 있는 반면, 양치식물이나 몇몇 나체식물들은 운동성이 있는 [2]정자를 가지고 있다.

정자 세포는 정자 형성으로 알려진 과정 동안 형성되는데, 양막에서 정자 형성은 [3]고환의 정관 안에서 일어납니다.이 과정은 정자세포로 분화하는 정자세포를 시작으로 여러 개의 연속적인 정자세포 전구체의 생산을 포함한다.그리고 나서 정자세포는 감수분열 과정을 거치며 염색체 수를 절반으로 줄여서 정자를 생성한다.정자는 성숙하고, 동물에서는 꼬리, 즉 편모를 형성하며, 이것은 성숙한 운동성 정자 세포를 만들어 냅니다.이 모든 과정은 지속적으로 진행되며 시작부터 종료까지 약 3개월이 소요됩니다.

정자세포는 분열할 수 없고 수명도 제한적이지만 수정 과정에서 난자세포와 융합한 뒤 만능 접합자로 시작하는 새로운 유기체가 생기기 시작한다.인간의 정자 세포는 반수체이기 때문에 23개의 염색체가 암컷 난자의 23개의 염색체와 결합하여 46개의 쌍으로 구성된 이중수체 세포를 형성할 수 있다.포유동물에서 정자는 부고환에 저장되며 정액으로 알려진 액체를 통해 사정 중에 음경에서 방출된다.

정자라는 단어는 "씨앗"을 뜻하는 그리스어 δδμα에서 유래했다.

현미경 아래 사람 정자 세포 영상

진화

주요 기사:성생식의 진화

이소혼이 정자와 난자의 조상이라는 것은 일반적으로 받아들여지고 있다.그러나 정자와 난자의 등가혼 진화에 대한 화석 기록은 없어 정자의 [4]진화를 이해하기 위한 수학적 모델이 강조되고 있다.

널리 퍼진 가설은 정자가 빠르게 진화했다고 말하지만, 정자가 빠른 속도로 진화했다는 직접적인 증거는 없다.[5]

동물의 정자

상세 정보 : 정자

기능.

주요 정자 기능은 난자에 도달하여 두 개의 아세포 구조를 전달하기 위해 융합하는 것이다: (i) 유전 물질을 포함하는 남성 프로핵과 (ii) 미세관 세포 [clarification needed]골격을 구성하는 데 도움을 주는 구조인 중심.

해부학

정자와 난자의 융합(수정)
39세 건강한 인간 피험자에서 측정한 인간 정자 머리 치수

포유류의 정자 세포는 두 부분으로 나눌 수 있습니다.

  • 머리: 염색질 섬유가 촘촘히 감긴 핵을 포함하고 있으며, 앞쪽은 아크로솜이라고 불리는 얇고 평평한 주머니로 둘러싸여 있으며, 이것은 암컷 난자를 침투시키는데 사용되는 효소를 포함하고 있습니다.액포도 [6]포함되어 있습니다.
  • 꼬리: 편모라고도 불리는 가장 긴 부분이고 수영하기 위해 정자를 촉진하고 [7][8][9]난자의 침투에 도움을 주는 파도 같은 움직임을 할 수 있습니다.이전에는 꼬리가 나선형으로 대칭으로 움직이는 것으로 생각되었다.

목 또는 연결 부분에는 하나의 전형적인 중심축과 근위부 [10][11]중심축과 같은 하나의 비정형 중심축이 포함됩니다.중간 조각은 많은 미토콘드리아가 나선형으로 둘러싸인 중심 필라멘트 모양의 코어를 가지고 있으며, 여성 자궁경부, 자궁, 자궁관을 통과하는 여정을 위한 ATP 생성에 사용됩니다.

수정 중에 정자는 ① 대사적으로 휴면 중인 난모세포를 활성화시키는 신호 또는 활성화인자 ② 반수체 부성 게놈 ③ 중심체 [12]및 미세관 시스템을 형성하는 중심체 등 세 가지 필수 부분을 제공한다.

기원.

동물의 정자는 감수분열을 통해 수컷 생식선(고환) 내에서 정자 형성을 통해 생성된다.초기 정자 과정은 완료하는 데 약 70일이 걸린다.그 과정은 생식세포 전구체로부터 정조세포를 생산하는 것으로 시작한다.이것들은 정자세포로 분열되고 분화되며, 정자세포는 감수분열을 거쳐 정자를 형성한다.정자 단계에서 정자는 익숙한 꼬리를 발달시킨다.완전히 성숙하는 다음 단계는 정자라고 [13]불릴 때 60일 정도 걸립니다.정자 세포는 정액으로 알려진 액체를 통해 남성 몸 밖으로 운반된다.인간의 정자세포는 성교 [14]후 5일 이상 여성의 생식기관 내에서 생존할 수 있다.정액은 정낭, 전립선, 요도선에서 생성됩니다.

2016년 난징 의과대학 과학자들은 쥐 배아줄기세포에서 쥐 정자를 닮은 세포를 인공적으로 만들어냈다고 주장했다.그들은 이 정자를 쥐의 알에 주입하고 [15]새끼를 낳았다.

정자의 품질

주요 기사:정액 품질
정액 품질 검사를 위해 착색된 인간 정자

정자의 양과 질은 정자의 질에서 주요 변수이며, 정자의 수정 능력을 측정하는 척도이다.따라서 인간의 경우, 그것은 인간의 다산성의 척도이다.정자의 유전적 품질과 그 부피와 운동성은 일반적으로 [16]나이가 들수록 감소한다.

감수 분열 후 수정 전 정자 세포에 존재하는 DNA 손상은 수정란에서 회복될 수 있지만, 만약 복구되지 않는다면, 번식력과 발달 중인 배아에 심각한 해로운 영향을 미칠 수 있다.인간의 정자 세포는 특히 8-Oxo-2'-디옥시구아노신으로부터의 것과 같은 유리 래디칼 공격과 산화적 DNA [17]손상의 생성에 취약하다.

생쥐 정자 형성의 감수성 후 단계는 환경 유전독성 물질에 매우 민감하다. 왜냐하면 수컷 생식세포가 성숙한 정자를 형성함에 따라 그들은 DNA 손상을 [18]회복하는 능력을 점차 잃기 때문이다.늦은 정자 형성 중 수컷 생쥐의 조사는 수정 정자 세포에서 적어도 7일 동안 지속되는 손상을 유도할 수 있으며, 모체 DNA 이중사슬 파괴 복구 경로의 교란은 정자 세포에서 유래한 염색체 이상을 [19]증가시킨다.화학요법에 자주 사용되는 2관능성 알킬화제인 멜파란을 통한 수컷 쥐의 처리는 생식세포가 정조세포 [20]발달의 DNA 수복 능력 단계를 통해 진행됨에 따라 수리되지 않은 상태로 지속될 수 있는 감수분열 중 DNA 병변을 유도한다.수정 후 정자세포의 이러한 미수리 DNA 손상은 자손에게 다양한 이상을 초래할 수 있다.

정자 크기

정자의 질과 관련된 것은 적어도 일부 동물에서 정자 크기이다.예를 들어, 초파리(드로소필라)의 정자는 길이가 5.8cm로 파리보다 약 20배 길다.긴 정자 세포는 짧은 정자 세포보다 여성의 정자 수용기에서 경쟁자를 더 잘 밀어낸다.여성들에게 이득은 오직 건강한 남성만이 [21][22]경쟁자들을 능가할 만큼 충분한 양의 긴 정자를 생산할 수 있는 "좋은" 유전자를 가지고 있다는 것이다.

인간 정자 시장

상세정보 : 정자기증

일부 정자 은행에는 최대 170리터의 정자가 [23]있다.

사정에 가세해 고환 정자 추출을 통해서도 정자를 추출할 수 있다.

세계 시장에서 덴마크는 인간 정자 수출 시스템이 잘 발달되어 있다.이 성공은 주로 덴마크 정자 기증자들의 높은 품질에[24] 대한 평판으로부터 비롯되며, 다른 북유럽 국가들의 법과 달리 기증자들은 받는 부부에게 [24]익명이든 익명이든 선택할 수 있다.게다가, 북유럽 정자 기증자들은 키가 크고 고학력인[25] 경향이 있으며, 부분적으로 북유럽 국가들의 금전적 보상이 상대적으로 낮기 때문에 그들의 [25]기부에 이타적인 동기를 가지고 있다.파라과이, 캐나다, 케냐, [24]홍콩을 포함한 전세계 50개국 이상이 덴마크 정자의 수입국이다.그러나 미국 식품의약국(FDA)은 인공수정이 크로이츠펠트-야콥병의 [26]전염 경로와는 매우 다르기 때문에 크로이츠펠트-야콥병의 전염 위험에 의해 동기부여된 정자의 수입을 금지했다.기증자에게 크로이츠펠트-야콥병의 유병률은 기껏해야 백만분의 1이며, 만약 기증자가 보균자라면, 감염성 단백질은 여전히 전염을 [26]가능하게 하기 위해 혈액 고환 장벽을 넘어야 할 것이다.

역사

정자는 1677년 안토니 반 리우웬훅에[27] 의해 현미경을 사용하여 처음 관찰되었다.그는 그들을 동물분자(작은 동물)라고 묘사했는데, 아마도 각각의 정자가 완전히 형성되었지만 작은 [citation needed]인간을 포함하고 있다고 생각한 프리포메이션주의에 대한 그의 믿음 때문이었을 것이다.

법의학적 분석

사출액은 표면의 [28]구조나 색상에 관계없이 자외선에 의해 검출된다.질 면봉 등의 정자 헤드는 "크리스마스 트리 염색" 방법, 즉 케르네크로트-피크로인디고카르민(KPIC)[29][30] 염색 방법을 사용하여 현미경으로 여전히 검출된다.

식물의 정자

조류와 많은 식물 배우체들의 정자 세포는 유사분열을 통해 수컷 배우체(안테리디아)에서 생산된다.꽃이 피는 식물에서 정자핵은 [31]꽃가루 안에서 생성된다.

운동성 정자 세포

조류와 씨앗이[32] 없는 식물의 운동성 정자 세포

운동성 정자 세포는 전형적으로 편모를 통해 움직이며 수정을 위해 난자를 향해 헤엄치기 위해 수분이 필요하다.동물에서 정자 운동을 위한 에너지의 대부분은 정액에서 운반되는 과당의 대사로부터 얻어진다.이것은 정자의 중간 부분에 위치한 미토콘드리아에서 일어난다.이 세포들은 추진의 특성 때문에 뒤로 헤엄칠 수 없다.동물의 편모세포(편모세포 1개)는 정자(penatozoa)로 불리며 [citation needed]크기가 다양한 것으로 알려져 있다.

운동성 정자는 또한 많은 원생동물과 이끼식물, 양치식물 그리고 소철과 은행과 같은 몇몇 나체식물들에 의해 생산된다.정자 세포는 이 식물들의 수명 주기 중에 편모세포가 있는 유일한 세포이다.많은 양치식물, 리코피테스, 소철, 은행에서는 여러 개의 [32]편모를 가지고 있다.

선충에서, 정자 세포는 아메보이드이고 난자를 [33]향해 헤엄치기 보다는 기어간다.

비운동성 정자 세포

정조세포라고 불리는 비운동성 정자 세포는 편모가 없기 때문에 수영을 할 수 없다.정조세포는 [32]정조세포에서 생성됩니다.

정조세포는 수영을 할 수 없기 때문에, 그들을 난세포로 옮기기 위해 환경에 의존한다.폴리시포니아와 같은 일부 홍조류는 방출된 후 [32]수류에 의해 퍼지는 비운동성 정자를 생성한다.녹균의 정자는 끈적끈적한 물질로 덮여 있다.꽃잎은 꽃잎이 들어 있는 플라스크 모양의 구조물에서 생산되는데,[34] 꽃잎에서 곤충의 수분과 유사한 메커니즘으로 정자를 수정하기 위해 근처의 균사로 옮기는 파리를 유인한다.

곰팡이 정자(특히 우레디날레스에서 박낭포자라고도 함)는 원추체와 혼동될 수 있습니다.원추는 수정과 독립적으로 발아하는 포자이고, 정자는 수정에 필요한 생식체이다.Neurospora crassa와 같은 일부 균류에서 정조세포는 수정 기능을 수행할 뿐만 아니라 [35]수정 없이 새로운 유기체를 낳을 수 있기 때문에 미세 원추세포와 동일하다.

정자핵

대부분의 나체배엽과 모든 혈관배엽을 포함한 거의 모든 태생식물에서, 수컷 배우체(폴렌 알갱이)는 예를 들어 바람이나 곤충의 수분작용을 통해, 수컷과 암컷 사이의 간격을 메우기 위한 물의 필요성을 없애주는 주요 분산 모드이다.각각의 꽃가루 알갱이는 정자생성세포를 포함하고 있다.일단 꽃가루가 수용성 꽃의 낙인에 떨어지면, 그것은 발아하고 카펠을 통해 꽃가루 튜브를 키우기 시작합니다.관이 배란에 도달하기 전에 꽃가루 알갱이 내 생성 세포의 핵이 분열하여 두 개의 정자핵을 생성하고, 정자핵은 관을 통해 배관으로 배출되어 [32]수정된다.

일부 원생들에게 수정은 세포보다는 정자핵이 수정관을 통해 난자를 향해 이동하는 과정도 포함한다.난모균은 난세포를 둘러싸고 있는 시시콜릭 안테리듐에서 정자핵을 형성한다.정자핵은 [32]식물의 꽃가루 튜브 메커니즘과 비슷하게 수정관을 통해 난자에 도달한다.

정자 중심

참고 항목: 근위부 중심 유사

대부분의 정자 세포는 정자 [36]목에 중심점을 가지고 있다.많은 동물들의 정자는 근위부 중심축과 원위부 중심축으로 알려진 두 개의 전형적인 중심축을 가지고 있다.인간과 소를 포함한 몇몇 동물들은 하나의 전형적인 중심인 근위부 중심뿐만 아니라 비정형 [10]구조를 가진 두 번째 중심도 가지고 있다.쥐와 쥐는 인식할 수 있는 정자 중심체가 없다.초파리 드로소필라 멜라노가스터는 단일 중심축과 근위 중심축이라고 불리는 비정형 중심축을 가지고 있습니다.[37]

정자 꼬리 형성

정자 꼬리는 섬유의 특화된 유형이다.많은 동물에서 정자 꼬리는 세포질에서 정자 꼬리 축삭의 전체 또는 일부가 형성되거나 세포질에 [38]노출되는 세포질 섬모 형성 과정을 통해 형성된다.

「 」를 참조해 주세요.

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일반 및 인용된 출처

외부 링크

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