Bài giảng Sự hình thành giao tử [Chuẩn SEO]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PTN Tế bào gốc

SỰ HÌNH THÀNH GIAO TỬ

Môn học: Sinh học Sinh sản Trình bày: Đặng Thanh Long

Tp. Hồ Chí Minh - 9/2014

GIẢM PHÂN (Meiosis)

1. Các giai đoạn tạo giao tử

2. Tế bào mầm - nguồn gốc các giao tử

3. Sự sinh tinh trùng

4. Sự sinh trứng

2.1. Các giai đoạn tạo giao tử

• Hình thành, di cư của tế bào mầm

nguyên thủy

• Nguyên phân gia tăng số lượng tế bào

mầm

• Giảm phân hình thành tế bào đơn bội

• Sự biệt hóa và trưởng thành

2.2. Tế bào mầm - nguồn gốc các giao tử

Teá baøo maàm sô khai (Primordial germ cell):

- Söï taïo thaønh caùc teá baøo maàm sô khai

- Söï di chuyeån caùc teá baøo maàm ñeán caùc cô quan taïo giao töû vaø söï bieät hoaù cuûa chuùng

+ Söï di chuyeån cuûa teá baøo maàm trong phoâi

+ Söï phaùt trieån tieáp theo cuûa caùc teá baøo maàm trong caùc cô quan taïo giao tö

SÖÏ HÌNH THAØNH

teá baøo con

Hôïp töû

phaân chia

teá baøo maùu

teá baøo cô

Taïi sao coù söï phaùt trieån khoâng cuøng höôùng cuûa nhöõng teá baøo con cuøng phaùt xuaát töø moät hôïp töû?

teá baøo maàm sô khai

Caùc nhaân toá “quyeát ñònh” “soá phaän” teá baøo ở teá baøo chaát

Hôïp töû phaân chia, moãi teá baøo con chæ nhaän 1 phaàn teá baøo chaát coù thaønh phaàn vaø haøm löôïng # caùc nhaân toá quyeát ñònh

Söï phaân chia khoâng ñeàu caùc nhaân toá “quyeát ñònh”  caùc teá baøo phaùt trieån khoâng cuøng höôùng.

2.2. Tế bào mầm - nguồn gốc các giao tử

SÖÏ DI CHUYEÅN ÑEÁN CÔ QUAN TAÏO GIAO TÖÛ VAØ SÖÏ BIEÄT HOÙA

-Söï di chuyeån cuûa teá baøo maàm trong phoâi -Söï phaùt trieån tieáp theo cuûa caùc teá baøo maàm trong caùc cô quan taïo giao töû +Söï sinh tinh +Söï sinh tröùng

2.2. Tế bào mầm - nguồn gốc các giao tử

tế bào mầm nguyên thủy

tuần thứ 2

ngoại bì phôi nguyên thủy

tuần thứ 3

thành túi noãn hoàng cư trú gần lối ra của niệu nang và nằm ngoài phôi, nằm trong nội bì và trung bì của thành túi noãn hoàng.

tuần thứ 4-6

di cư (amib) trở lại vào trong phôi. dọc theo thành túi noãn hoàng qua mạc treo ruột lưng gờ sinh dục

chúng tăng sinh nhờ nguyên phân nhiều lần

Sự sinh giao tử

(Gameto genesis)

Gametogenesis.

TINH TRÙNG (SPERM)

2.3. Sự hình thành tinh trùng

Tế bào mầm sinh dục nguyên thủy (gờ sinh dục)

Tăng sinh = nguyên phân

4-6 tuần thai

Biệt hóa

Tiền tinh nguyên bào

Giai đoạn trước dậy thì

Stop

Sinh ra  6 tháng tuổi

Tinh nguyên bào

Tăng sinh = nguyên phân

Nhiều tinh nguyên bào A1

Dậy thì

Sinh tinh trùng

2.3. Sự hình thành tinh trùng

•Xảy ra trong tinh hoàn (ống sinh tinh) •Bắt đầu vào tuổi dậy thì •Là quá trình liên tục •Suốt cuộc đời (trên 80 tuổi - làm bố)

Giai đoạn từ khi dậy thì

1. Sự tạo tinh tử (spermatogenesis)

2. Sự biệt hóa tinh trùng (Spermiogenesis)

xảy ra trong ống sinh tinh từ màng đáy đến lòng ống sinh tinh

Biệt hóa đi kèm sự di chuyển từ màng đáy ra lòng ống sinh tinh

Tinh trùng: rời lòng ống sinh tinh  hệ thống ống dẫn Tinh tử: biệt hóa thành tinh trùng Tinh bào bậc II: GP II tạo tinh tử (chưa trưởng thành) Tinh bào bậc I: GP I tạo tinh bào II Tinh nguyên bào (A1): NP tạo 2 tế bào con,1 được giữ Tinh nguyên bào B NP lần cuối tạo tinh bào bậc I Qua các lần NP tạo tinh nguyên bào B lại làm tinh nguyên bào, 1 tiếp tục quá trình NP…

1. Sự tạo tế bào tinh (spermatogenesis)

Tinh bào cấp I Tinh nguyên bào B Tinh nguyên bào A Khá lớn, thực hiện Chromatin phân tán Tế bào mầm đơn t.năng giảm phân I trong nhân Chromatin cô đặc sẫm Sẽ trở thành tinh trùng Tinh bào cấp II Nhỏ, thực hiện giảm phân II, duy trì NST đơn bội

Tinh tử

Nhỏ hơn và hơi tách ra khỏi tế bào khác trong ống sinh tinh. thực hiện quá trình biệt hóa (trưởng thành) để hình thành tinh trùng

Tinh trùng

Tinh tử - không di động, - hình tròn, - không chuyên hóa,

2. Sự biệt hóa tinh trùng (Spermiogenesis) - di động, - hình kéo dài, - thành phần chuyên hóa, - phân tử bề mặt - đặc điểm chuyên biệt.

Biệt hóa hình thái tinh trùng

• Pha Golgi

• Pha cực đầu

• Pha trưởng thành

Pha Golgi a. Túi Golgi tập trung b. Túi cực đầu tạo ra c. Trung thể di chuyển về đối diện cực đầu

Pha cực đầu a. Cực đầu ở sát nhân b. Cực trước hướng về phía mặt đáy ống sinh tinh c. nhân kéo dài và cô đặc d. 1 trung tử tạo đuôi e. ty thể di chuyển gốc đuôi

Pha trưởng thành a. bỏ thể thừa b. tinh trùng được

chuyển vào lòng ống

1. Hình thành cực đầu

(acrosome) từ bộ máy Golgi

2. Hình thành đuôi từ trung

tử

3. Nhân nén chặt, phần lớn tế bào chất bị tách bỏ 4. Các ti thể hợp thành một vòng quanh gốc đuôi

Biệt hóa tính di động tinh trùng

• Tinh trùng chưa có khả năng thụ tinh khi rời

khỏi tinh hoàn

• Các cơ quan khác: giúp trưởng thành, nuôi

dưỡng, dự trữ, vận chuyển tinh trùng

Capacitation

Bất động

Di động

Khả năng thụ tinh

Dịch tiết

Đường SD cái

THỜI GIAN BIỆT HÓA

16 ngày Đến tinh bào sơ cấp

Nguyên phân của tinh nguyên bào

Giảm phân I

24 ngày

Tạo ra tinh bào thứ cấp

Giảm phân II

Vài giờ

Tạo ra tinh tử

24 ngày

Trưởng thành của tinh trùng

Đến tinh trùng trưởng thành

Tổng cộng

~64 ngày

Species Comparison of Spermatozoa

Bull

Ram

Man

Cock

Boar

Rat

Stallion

Head 10 mm

Tail 60 mm

Những yếu tố ảnh hưởng sự tạo tinh

• Yếu tố dinh dưỡng • Sự cung cấp máu cho tinh hoàn • Nhiệt độ • Phóng xạ • Hóa chất • Hormone sinh dục • Yếu tố thần kinh • NST Y

TRỨNG (OOCYTE)

2.4. Sự sinh trứng

Sự sinh trứng Xảy ra trong buồng trứng Bắt đầu vào tuổi dậy thì Là quá trình theo chu kỳ Sự tạo noãn kết thúc vào lúc mãn kinh

Nhân:

Tạo nhân đơn bội

Tế bào chất: Chuẩn bị tế bào chất của noãn để

nuôi phôi

tế bào mầm sinh dục nguyên thủy (gờ sinh dục)

tuần thai 8-10

nguyên phân, biệt hóa

Trứng đơn bội hoàn tất giảm phân II

nang nguyên thủy (trứng sơ cấp)

Tháng thai 7

Nguyên phân

Thụ tinh

Số lượng nang nguyên thủy tối đa

(7,000,000)

Trước khi sinh

(300-400)

Trứng rụng

(2,000,000)

Trứng prophase I

dậy thì

STOP

(400,000)

Trứng prophase I

Trứng metaphase II

mỗi chu kỳ

Hoàn tất giảm phân I

Trứng thứ cấp + Thể cực I

Tiếp tục giảm phân

Ñaëc ñieåm cuûa söï sinh tröùng Vò trí maët phaúng xích ñaïo trong caùc laàn giaûm phaân

Taïo theå cöïc thöù II

Giai ñoaïn giaûm phaân I: thoi voâ saéc khoâng naèm ôû trung taâm maø di chuyeån ra phía rìa cuûa teá baøo 1 teá baøo coù toaøn boä teá baøo chaát: noaõn baøo thöù caáp 1 teá baøo khoâng coù teá baøo chaát: theå cöïc I Giai ñoaïn giaûm phaân II: laëp laïi söï phaân chia khoâng ñoàng ñeàu teá baøo chaát Keát quaû: teá baøo lôùn (giao töû tröôûng thaønh).

Death Death

Death

Approximate germ cell numbers Fate

7x106 2x106 4x105 <103 0 450

Ovarian germ cell numbers in the human female Pre- or postnatal time point Gestation (week 20) Birth Puberty Perimenopause Postmenopause *Reproductive life Account summary-->99.9% of germ cells die

Trứng chứa đầy đủ chất dinh dưỡng, các nhân tố phát triển, RNA…cho sự phát triển phôi sớm

PRIMARY FOLLICLE: Diploid because there is 2 parental half sets together, like every other cell in body.

Appearance of LH receptor on granulosa cells, LH +++

It is considered diploid because there are two shuffled haploid sets, one goes to ova the other to first polar body

Ready for ovulation

haploid

Trứng

• Dừng ở MII • Chứa nhiều chất

– Nguồn năng lượng cho phát

triển phôi

– Nguồn dinh dưỡng (bào quan

nội bào, protein cấu trúc, enzyme, hệ thống dịch mã…)

• Người: đường kính 150-

200 um

Những yếu tố ảnh hưởng sự tạo noãn

• Yếu tố dinh dưỡng • Phóng xạ • Nhiệt độ và ánh sáng

S O S Á N H

SO SÁNH

Quaù trình sinh tröùng

Quaù trình sinh tinh

-Noaõn: nhaân, teá baøo chaát, enzyme, mRNA -Ña daïng veà söï phaân chia cuûa noaõn nguyeân baøo -Taïo 1 teá baøo lôùn vaø 3 teá baøo nhoû -Teá baøo lôùn chöa tröôûng thaønh

-Tinh truøng: chuû yeáu laø nhaân -Khoâng ña daïng veà söï phaân chia cuûa tinh nguyeân baøo -Taïo ñöôïc 4 teá baøo ñoàng nhaát -Taát caû ñeàu tröôûng thaønh.

Sự hình thành giao tử đực

Sự hình thành giao tử cái

Giao töû duy nhaát tröôûng thaønh baûo toàn ñöôïc haàu heát löôïng teá

baøo chaát (khoâng phaûi phaân ñeàu cho 4 teá baøo con ) 53