Co to jest gametogeneza?

Gametogeneza to proces, w którym organizm wytwarza gamety, komórki wykorzystywane do rozmnażania płciowego. Każda gameta zawiera połowę materiału genetycznego organizmu rodzicielskiego. Kiedy łączy się z inną gametą, tworzy kompletny zestaw DNA. To połączenie dwóch gamet może rozwinąć się w nowy organizm w serii namnożeń i podziałów. Organizmy, od płetwali błękitnych po drzewa migdałowe, angażują się w gametogenezę, aby mogły się rozmnażać.

Organizmy żeńskie wytwarzają jajeczka lub oocyty w procesie zwanym oogenezą, podczas gdy organizmy męskie wytwarzają plemniki w spermatogenezie. Oba procesy opierają się na mejozie, technice podziału komórki, która kończy się czterema komórkami zawierającymi połowę DNA komórki macierzystej. Takie komórki są znane jako haploidalne, w przeciwieństwie do ich diploidalnych komórek macierzystych, które zawierają kompletny zestaw DNA. Jednak dwie różne techniki gametogenezy są bardzo różne.

Proces rozpoczyna się w gonadach, organach specjalnie wykorzystywanych do gametogenezy. Unikalne komórki wewnątrz gonad, znane jako komórki zarodkowe, rozmnażają się wraz z mejozą. Najpierw komórki dzielą się na dwie części, tworząc dwie mniejsze komórki z połową DNA komórki macierzystej. Każda z tych komórek potomnych jest zduplikowana. Pod koniec mejozy powstały cztery haploidalne komórki, które mogą dojrzewać do gamet i zapłodnić lub zostać zapłodnione, w zależności od tego, czy są to plemniki, czy oocyty.

U mężczyzn gametogeneza zachodzi w sposób ciągły. Komórki zarodkowe stale odnawiają zaopatrzenie w plemniki, aby utrzymać płodność organizmu gospodarza. U kobiet gametogeneza jest procesem nieco bardziej skomplikowanym. Część pracy ma miejsce przed urodzeniem, gdy organizm gromadzi zapasy niedojrzałych oocytów, które są utrzymywane w stanie zastoju. Gdy organizm osiągnie dojrzałość płciową, poszczególne oocyty dojrzewają pojedynczo. Do zakończenia dojrzewania wymagane jest nawożenie. U ludzi i niektórych innych zwierząt niezapłodnione komórki są okresowo wydalane wraz z wyściółką macicy.

Coś jeszcze ciekawego dzieje się z gametogenezą u kobiet. W wyniku podziału mejotycznego powstaje pojedyncza gameta i trzy tak zwane „komórki polarne”. To efekt zachowania energii. Wyprodukowanie płodnej komórki jajowej wymaga wystarczającej ilości energii, aby nie można było wyprodukować czterech na raz. W rezultacie, gdy komórka zarodkowa dzieli się po raz pierwszy, wytwarza niedojrzały oocyt i komórkę polarną. Obie te komórki z kolei replikują się, przy czym komórka polarna wytwarza dwie kolejne komórki polarne, a niedojrzały oocyt wytwarza komórkę polarną i inny niedojrzały oocyt, który dojrzeje, jeśli zostanie zapłodniony. Tymczasem komórki polarne są ponownie wchłaniane przez organizm.