Половые клетки самцов
Половые клетки по своим морфологическим особенностям весьма схожи с соматическими, но отличаются от них низким уровнем метаболических процессов и гаплоидным набором хромосом, в связи с чем утрачиваются их способность к делению. Они образуются в гонадах: мужские половые клетки – спермии — в семенниках, а женские – яйцеклетки — в яичниках.
Спермии (сперматозооны, сперматозоиды) – подвижные клетки, скорость движения которых, с учетом их размеров, довольно высока – до 30-50 мкм/сек. Направленность их движения обусловлена двумя факторами – хемотаксисом (движение к химическому раздражителю) и реотаксисом (движение против тока жидкости). Обеспечение движения осуществляется за счет специального аппарата спермия – жгутика.
Строение. Спермий имеет головку и хвост (жгутик). В головке располагается ядро с гаплоидным набором хромосом, в числе которых одна половая (X или Y), остальные – аутосомы. В состав хромосом входят нуклеопротамины и основные белки – гистоны. Вокруг ядра сосредоточен узкий ободок из цитоплазмы, в которой находятся небольшое количество рибосом, аппарат Гольджи и протеолитические ферменты. Часть цитоплазмы смещена в промежуточную часть хвостового отдела, где содержатся большая спиралевидная митохондрия и клеточный центр, состоящий из двух центриолей (проксимальной и дистальной), удалённых друг от друга на некоторое расстояние.
Головка и хвост покрыты плазмолеммой, характерной особенностью которой является наличие в переднем её отделе специальных рецепторов – гликозилтрансфераз, обеспечивающих узнавание рецепторов, содержащихся в оболочке яйцеклетки.
В переднем отделе головки под плазмолеммой в плоском мешочке – чехлике располагается акросома (греч. acron – верхушка). В ней содержатся гистолитические ферменты – спермолизины: протеазы (трипсин), гиалуронидаза и др., которые в процессе оплодотворения растворяют оболочки яйцеклетки. И чехлик, и акросома – производные комплекса Гольджи.
Хвост состоит из промежуточной, главной и терминальной частей, в которых находятся сократительные филаменты. Между головкой и хвостом спермия имеется суженная часть – шейка (связующий отдел). В ней сосредоточена проксимальная центриоль, от которой начинается осевая нить – аксонема, продолжающаяся далее в промежуточном и главном отделах хвоста. Дистальная центриоль располагается на границе между главным и терминальным отделами.
Аксонема промежуточной части состоит из 9 пар периферических микротрубочек и двух центральных (9 × 2 + 2), которые окружены спирально расположенной митохондрией. При этом в каждой паре одна из микротрубочек состоит из 13 прямых микрофиламентов, а другая – из 11 S-образно изогнутых микрофиламентов, представленных сократительным белком тубулином. Каждая из микротрубочек имеет по два выступа («ручки»), образованных другим белком динеином, обладающим АТФазной активностью, вследствие чего происходит преобразование химической энергии АТФ митохондрий в механическую, что обеспечивает сокращение тубулина и, таким образом, подвижность хвостового отдела спермия. При генетически обусловленном отсутствии динеина наблюдается врожденная стерильность.
В главной части хвоста микротрубочки аксонемы окружены циркулярно расположенными фибриллами и тонким слоем цитоплазмы. В терминальной же части содержатся лишь единичные сократительные филаменты.
Половые клетки самцов разных видов животных отличаются длиной хвоста, размерами и формой головки, формой чехлика и акросомы.