تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية

تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية هما شكلان من أشكال تكوين الأمشاج (gametogenesis)، وهي العمليات التي تخضع فيها الخلايا الجرثومية ثنائية الصيغة الصبغية للانقسام الاختزالي والنضج لإنتاج أمشاج أحادية الصيغة الصبغية أنثوية وذكرية. تختلف هذه العمليات بشكل ملحوظ في التوقيت والناتج والتنظيم الخلوي، ولكن كلاهما يقلل عدد الكروموسومات إلى النصف ويجهز المشيج للمشاركة في الإخصاب.

Definition

تكوين البويضات هو العملية التي تتطور بها الخلايا البيضية البدائية (oogonia) إلى بويضات ناضجة من خلال الانقسام الاختزالي، وتكوين الحيوانات المنوية هو العملية التي تتطور بها الخلايا المنوية البدائية (spermatogonia) إلى حيوانات منوية من خلال الانقسام الاختزالي وتكوين الحيوانات المنوية (spermiogenesis)؛ ويشكلان معًا تكوين الأمشاج، وهو إنتاج الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية.

Scope

يغطي هذا الموضوع الأحداث الخلوية للانقسام الاختزالي في السلالة الجرثومية، ونضج البويضة والحيوان المنوي، والاختلافات الرئيسية بين تكوين الأمشاج الأنثوية والذكرية. وهي مادة تعليمية مرجعية في التشريح التطوري ولا تقدم تقييمًا للخصوبة أو إرشادات علاجية.

Core questions

• كيف يقلل الانقسام الاختزالي جينوم الخلية الجرثومية إلى حالة أحادية الصيغة الصبغية ويولد التباين الوراثي؟
• كيف يختلف تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية في التوقيت وعدد الخلايا والتنظيم السيتوبلازمي؟
• كيف تكتسب البويضة والحيوان المنوي السمات اللازمة للإخصاب؟

Key concepts

• الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني
• الخلايا الجرثومية البدائية
• الخلايا البيضية البدائية، والخلايا البيضية الأولية والثانوية
• الخلايا المنوية البدائية، والخلايا المنوية الأولية، والطلائع المنوية
• تكوين الحيوانات المنوية (Spermiogenesis)
• توقف الانقسام الاختزالي في البويضة
• المشيج أحادي الصيغة الصبغية وإعادة التركيب الوراثي

Mechanisms

تنشأ كلا الأمشاج من الخلايا الجرثومية البدائية التي تستعمر الغدد التناسلية. في الانقسام الاختزالي، تتبع جولة واحدة من تضاعف الحمض النووي انقسامين، مع اقتران الكروموسومات المتماثلة وإعادة التركيب في الانقسام الاختزالي الأول، مما ينتج خلايا أحادية الصيغة الصبغية ذات كروموسومات معاد تركيبها. في تكوين البويضات، تدخل الخلية الجرثومية الأنثوية الانقسام الاختزالي قبل الولادة وتتوقف في الطور التمهيدي للانقسام الاختزالي الأول؛ يستأنف الانقسام الاختزالي حول الإباضة ويكتمل فقط عند الإخصاب، مع انقسامات غير متماثلة تحافظ على السيتوبلازم في البويضة وتطرد الأجسام القطبية. في تكوين الحيوانات المنوية، الذي يبدأ عند البلوغ ويستمر بعد ذلك، تخضع الخلايا المنوية البدائية لتجديد انقسامي مستمر ثم الانقسام الاختزالي لإنتاج أربع طلائع منوية (spermatids) لكل خلية منوية أولية (spermatocyte)؛ ثم يعيد تكوين الحيوانات المنوية تشكيل الطلائع المنوية إلى حيوان منوي متحرك بنواة مكثفة، وجسيم طرفي (acrosome)، وسوط (flagellum). يعد الفصل الكروموسومي الاختزالي الدقيق ضروريًا، وتساهم الأخطاء في اختلال الصيغة الصبغية (aneuploidy).

Clinical relevance

تكوين الأمشاج هو أساس الخصوبة والجودة الوراثية للأمشاج، وتعد الأخطاء الانقسامية مصدرًا معروفًا لاختلال الصيغة الصبغية الكروموسومي. يوفر هذا الموضوع خلفية مرجعية ذات صلة بفهم العقم والبيولوجيا الإنجابية ولا يشكل أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.

Evidence & guidelines

يتم توحيد الوصف التشريحي ومراحل تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية في الكتب المدرسية القياسية لعلم الأجنة، بينما يتم تلخيص الوراثة وتنظيم الانقسام الاختزالي لدى الثدييات في المراجعات التي يراجعها الأقران وتظهر في الدراسات التجريبية للخلايا الجرثومية.

History

تم تحديد الوصف الخلوي لتكوين الأمشاج والانقسام الاختزالي من خلال علم الأنسجة وعلم الوراثة الخلوية في القرنين التاسع عشر والعشرين. وقد أوضح العمل الجزيئي والوراثي الأحدث تنظيم الانقسام الاختزالي وتحديد الخلايا الجرثومية، بما في ذلك التوليد في المختبر للأمشاج الوظيفية من الخلايا الشبيهة بالخلايا الجرثومية في الكائنات الحية النموذجية.

Seminal works

• handel-schimenti-2010
• hayashi-2012

Frequently asked questions

كيف يختلف تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية في الناتج؟

تنتج خلية منوية أولية واحدة أربعة حيوانات منوية وظيفية، بينما تنتج خلية بيضية أولية واحدة بويضة واحدة بالإضافة إلى أجسام قطبية، لأن تكوين البويضات ينقسم بشكل غير متماثل للحفاظ على السيتوبلازم في المشيج.

متى يحدث الانقسام الاختزالي في كل جنس؟

في الإناث، يبدأ الانقسام الاختزالي قبل الولادة ويتوقف، ويكتمل فقط عند الإباضة والإخصاب؛ أما في الذكور، فيبدأ الانقسام الاختزالي عند البلوغ ويستمر كعملية متجددة بعد ذلك.