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精子发生过程中的减数分裂

2023-05-13 11:09:12 点击数:

减数分裂(meiosis)是生物细胞中染色体数目减半的分裂方式,指有性生殖的个体在形成生殖细胞过程中发生的一种特殊分裂方式,属于有丝分裂的一种特殊过程。不同于有丝分裂和无丝分裂,在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞减少1/2。减数分裂范围是进行有性生殖的生物;时期是从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞;特点是DNA复制一次,而细胞连续分裂两次,形成单倍体的精子和卵子,通过受精作用又恢复二倍体。减数分裂过程中同源染色体间发生交换,使配子的遗传多样化,可以增加后代的适应性,因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制,而且也是物种适应环境变化不断进化的机制。

哺乳类的精原细胞可以作为干细胞增生繁殖,产生新的干细胞并能产生进行分化的细胞;这不仅保存了干细胞本身的世代,并且能源源不断地产生分化细胞,后者产生初级精母细胞。这个过程中,需要经过多少次有丝分裂才能产生出初级精母细胞,各类动物不尽相同。除最早的精原细胞以外,在精子发生过程中每次有丝分裂之后,细胞质都不完全分开,细胞之间有间桥相连,形似合胞体。这可能有利于细胞之间维持严格的同步性,有利于同时产生大量的精子。

在雄性脊椎动物中,一个精原细胞变为初级精母细胞后发生减数分裂,过程是:由初级精母细胞复制分裂产生2个次级精母细胞,2个次级精母细胞又一次进行分裂,过程中不进行DNA复制,总共形成4个精细胞。精细胞在经过一系列的变态发育,形成成熟的精子。由此可见,一个初级精母细胞经过两次成熟分裂形成4个单倍体精子细胞。在各种动物精子发生中只有这个阶段大体相似。在精子发生过程中,减数分裂是一个非常关键的过程,在这个阶段,遗传物质相互重组、染色体数目减少并最终形成精子细胞。第一次减数分裂前期大概持续1~3周,而除此之外的第一次减数分裂的其他阶段和第二次减数分裂在1~2天之内完成。