Pohlavná bunka, známa aj ako gaméta, je špecializovaná bunka, z ktorej sa začína vyvíjať nový jedinec. Tento proces zvyčajne prebieha spojením s inou pohlavnou bunkou, čo nazývame oplodnenie. Pohlavné bunky sa delia na samčie (mužské) a samičie (ženské) pohlavné bunky.
V živej hmote pohlavnej bunky je koncentrovaný dedičný základ budúceho jedinca. Jadrová hmota pohlavnej bunky je zväčša redukovaná na polovicu redukčným delením (meiózou), čím sa zabezpečí polovičný (haploidný) počet chromozómov.
Pohlavné bunky mnohobunkových organizmov vznikajú a dozrievajú v špecializovaných orgánoch nazývaných gametangiá u rastlín a húb, alebo pohlavné žľazy (gonády) u živočíchov. Len najprimitívnejšie skupiny živočíchov, ako sú hubky (Porifera), sú schopné tvoriť pohlavné bunky bez špecializovaných orgánov. Vývoj pohlavnej bunky sa nazýva gametogenéza.
Niektoré organizmy sú schopné tvoriť obidva typy pohlavných buniek - samčie aj samičie. V takom prípade hovoríme o hermafroditoch (u živočíchov) alebo jednodomých rastlinách. Ontogenetický vývin, čiže ontogenéza, je komplexný proces, ktorý zahŕňa všetky fázy života organizmu od jeho začiatku až po koniec. U pohlavne sa rozmnožujúcich organizmov vrátane človeka sa začína tvorbou pohlavných buniek, pokračuje oplodnením a vývojom nového jedinca a končí smrťou.
Typy pohlavných buniek
Pohlavné bunky, mužské spermie a ženské vajíčka, majú polovičný (haploidný) počet chromozómov oproti telovým (somatickým) bunkám. U človeka je to 23 chromozómov. Splynutím spermie a vajíčka sa obnovuje diploidný stav (46 chromozómov).
Spermia (mužská pohlavná bunka)
Spermie vznikajú v mužských pohlavných orgánoch - semenníkoch. Optimálna teplota pre ich tvorbu (spermatogenézu) je o 2 °C nižšia ako telesná teplota, preto sú semenníky umiestnené v miešku mimo tela. Spermatogenéza prebieha nepretržite od puberty až do staroby.
Spermie vznikajú z diploidných prvopohlavných buniek nazývaných spermatogónie. Po aktivácii v puberte sa spermatogónie mitoticky delia. Niektoré z nich ostávajú ako prekurzorové bunky, zatiaľ čo iné vstupujú do meiózy. Po prvom meiotickom delení vznikajú dva sekundárne spermatocyty, ktoré majú polovičný počet chromozómov, ale každý chromozóm je tvorený dvoma chromatídami. Po druhom meiotickom delení vznikajú spermatidy s 23 jednochromatídovými chromozómami. Z jedného primárneho spermatocytu tak vzniknú 4 spermatidy.
Spermatidy ďalej dozrievajú, predlžujú sa do žubrienkovitého tvaru a na ich konci sa tvorí bičík. V ejakuláte sa nachádza obrovské množstvo spermií (približne 400-500 miliónov v 4-5 ml). Spermia je najmenšia bunka ľudského tela.
Jej telo sa skladá z troch častí:
- Hlavička spermie - obsahuje jadro s polovicou genetickej informácie budúceho embrya.
- Krk - stredná časť s mitochondriami, ktoré dodávajú energiu pre pohyb.
- Bičík - zabezpečuje aktívny pohyb spermie.
Vajíčko (samičia pohlavná bunka)
Vajíčka vznikajú v ženských pohlavných orgánoch - vaječníkoch. Na rozdiel od spermií, ktoré sa tvoria neustále od puberty, najviac vajíčok (približne 700 000) je v tele dievčaťa už pri narodení. Ich počet sa postupne znižuje a nové už nevznikajú.
Z prvopohlavných buniek vznikajú diploidné oogónie, ktoré sa mitoticky množia. Po ukončení mitotickej aktivity vstupujú do meiózy. Prvé meiotické delenie oogónií sa zastavuje v profáze I a pokračuje až s nástupom pohlavnej zrelosti. Takáto bunka sa nazýva primárny oocyt (oocyt I. rádu).
Primárny oocyt prechádza rastovou fázou, počas ktorej sa v ňom ukladajú zásoby živín potrebné pre vývoj zárodku. V tomto procese sa na rozdiel od spermií zväčšuje cytoplazma. Primárne oocyty sa obaľujú okolitým tkanivom a vytvárajú primárny folikul, ktorý ďalej dozrieva v rámci ovariálneho cyklu.
Počas ovulácie (uvoľnenie vajíčka z Graafovho folikulu) dochádza k ukončeniu prvého meiotického delenia a vzniku dvoch nerovnocenných buniek: veľkého sekundárneho oocytu (oocyt II. rádu) a malého pólového telieska. Druhé meiotické delenie nastáva až v čase oplodnenia vajíčka spermiou, po ktorom vzniká zrelé vajíčko (ootida) a ďalšie pólové teliesko.
Vajíčko je najväčšia bunka ľudského tela (asi 100 µm), má veľa cytoplazmy a je nepohyblivé.
Proces oplodnenia
Spermie sa po pohlavnom styku dostávajú do vajíčkovodov, kde zostávajú živé 1 až 2 dni. V tomto čase prebieha proces kapacitácie spermií, ktorý je potrebný pre následné oplodnenie. Ak v tomto období dôjde k ovulácii, oplodnenie je vysoko pravdepodobné.
K vajíčku sa dostane len malá časť z miliónov spermií. Pri styku spermie s vajíčkom dochádza k enzymatickej akrozómovej reakcii, ktorá rozruší obal vajíčka a umožní prienik spermie. Vajíčko následne reaguje oplodňovacou reakciou, ktorá zabráni prieniku ďalších spermií.
Prienik spermie je zároveň impulzom k dokončeniu druhého meiotického delenia vajíčka. Krátko na to dochádza k splynutiu oboch haploidných jadier, čím je oplodnenie dovŕšené a vzniká zygota - základ nového jedinca.
Oplodnenie vajíčka spermiami v laboratóriu - ICSI zábery
Ontogenéza a tvorba pohlavných buniek
Ontogenéza je komplexný proces vývinu organizmu od jeho vzniku až po smrť. U pohlavne sa rozmnožujúcich organizmov sa začína tvorbou pohlavných buniek (gametogenézou), pokračuje oplodnením a vývojom nového jedinca.
Proces vzniku pohlavných buniek sa označuje ako gametogenéza. V závislosti od toho, či sa vyvíjajú mužské alebo ženské pohlavné bunky, rozlišujeme:
- Spermatogenéza (spermiogenéza) - vznik mužských pohlavných buniek - spermií.
- Oogenéza (ovogenéza) - vznik ženských pohlavných buniek - vajíčok.
Princípom vývinu pohlavných buniek je redukcia počtu chromozómov na polovicu v procese meiózy. Okrem redukcie počtu chromozómov dochádza aj k výraznej morfologickej diferenciácii - spermie sú malé a pohyblivé, zatiaľ čo vajíčka sú veľké a nepohyblivé.
Tabuľka porovnania spermií a vajíčok:
| Vlastnosť | Spermia | Vajíčko |
|---|---|---|
| Veľkosť | Malá (najmenšia bunka tela) | Veľká (najväčšia bunka tela) |
| Pohyblivosť | Pohyblivá (vďaka bičíku) | Nepohyblivá |
| Cytoplazma | Takmer žiadna | Veľa cytoplazmy (obsahuje zásoby živín) |
| Počet chromozómov | Haploidný (23) | Haploidný (23) |
| Miesto vzniku | Semenníky | Vaječníky |
| Čas vzniku | Od puberty do staroby (neustále) | Pred narodením (zásoba), dozrievanie počas života |
tags: #pohlavne #bunky #zivocichov #vajicko #spermia