Gamete - Gamete

Eine Gamete ( /ˈɡæmiːt/ ; aus dem Altgriechischen γαμετή Gamete von gamein „verheiraten“) ist eine haploide Zelle , die während der Befruchtung in Organismen , die sich sexuell vermehren , mit einer anderen haploiden Zelle verschmilzt . Gameten sind die Fortpflanzungszellen eines Organismus , die auch als Geschlechtszellen bezeichnet werden . Bei Arten, die zwei morphologisch unterschiedliche Arten von Gameten produzieren und bei denen jedes Individuum nur einen Typ produziert, ist ein Weibchen jedes Individuum, das den größeren Typ von Gameten – Eizelle genannt – und ein Männchen den kleineren Typ – Spermien genannt – produziert . Samenzellen oder Spermatozoon sind aufgrund des Flagellums, einer schwanzförmigen Struktur, die es der Zelle ermöglicht, sich zu bewegen und zu bewegen, klein und beweglich. Im Gegensatz dazu ist jede Eizelle oder Eizelle relativ groß und unbeweglich. Kurz gesagt ist eine Gamete eine Eizelle (weibliche Gamete) oder ein Spermium (männliche Gamete). Bei Tieren reifen die Eizellen in den Eierstöcken der Weibchen und die Spermien entwickeln sich in den Hoden der Männchen. Bei der Befruchtung vereinigen sich Spermatozoon und Eizelle zu einem neuen diploiden Organismus. Gameten tragen die Hälfte der genetischen Information eines Individuums, eine Ploidie von jedem Typ, und werden durch Meiose erzeugt , bei der eine Keimzelle zwei Spaltungen durchmacht, was zur Produktion von vier Gameten führt. In der Biologie bestimmt die Art der Gameten, die ein Organismus produziert, die Klassifizierung seines Geschlechts.

Dies ist ein Beispiel für Anisogamie oder Heterogamie , der Zustand, bei dem Weibchen und Männchen unterschiedlich große Gameten produzieren (dies ist beim Menschen der Fall; die menschliche Eizelle hat etwa das 100.000-fache Volumen einer einzelnen menschlichen Samenzelle). Im Gegensatz dazu ist Isogamie der Zustand von Gameten beider Geschlechter, die die gleiche Größe und Form haben und willkürliche Bezeichner für den Paarungstyp erhalten . Der Name Gamete wurde von dem deutschen Zytologen Eduard Strasburger eingeführt . Männliche und weibliche Gameten bilden die Grundlage für die sexuellen Rollen und die sexuelle Selektion.

Oogenese ist der Prozess der weiblichen Gametenbildung bei Tieren. Dieser Prozess beinhaltet die Meiose (einschließlich der meiotischen Rekombination ), die in der diploiden primären Eizelle auftritt , um die haploide Eizelle zu produzieren . Spermatogenese ist der Prozess der männlichen Gametenbildung bei Tieren. Dieser Prozess beinhaltet auch die Meiose , die in den diploiden primären Spermatozyten auftritt , um das haploide Spermatozoon zu erzeugen .

Entwicklung der Gameten

Es ist allgemein anerkannt, dass Isogamie der angestammte Zustand ist, aus dem sich die Anisogamie entwickelt hat, obwohl ihre Entwicklung keine Fossilien hinterlassen hat. Oogamie entwickelte sich auch von Isogamie durch Anisogamie. Es gibt fast ausnahmslos nur zwei Gametentypen, wobei alle Analysen zeigen, dass intermediäre Gametengrößen durch Selektion eliminiert werden. Gameten mittlerer Größe haben nicht die gleichen Vorteile wie kleine oder große; sie schneiden in Mobilität und Anzahl schlechter ab als kleine und in Bezug auf das Angebot schlechter als große.

Unähnlichkeit

Im Gegensatz zu einem Gameten enthält eine diploide Körperzelle eines Individuums eine Kopie des Chromosomensatzes aus dem Spermium und eine Kopie des Chromosomensatzes aus der Eizelle. Folglich verfügen die Zellen der Nachkommen über Gene, die potenziell in der Lage sind, Merkmale sowohl des Vaters als auch der Mutter zu exprimieren , je nachdem, ob sie dominant oder rezessiv sind . Die Chromosomen eines Gameten sind keine exakten Duplikate eines der Chromosomensätze, die in den diploiden Chromosomen enthalten sind, sondern eine Mischung aus beiden.

Ein menschliches Spermatozoon, das eine menschliche Eizelle durchdringt. Das Spermatozoon ist ungefähr 100.000 Mal kleiner als die menschliche Eizelle.

Geschlechtsbestimmung bei Säugetieren und Vögeln

Menschen und die meisten Säugetiere verwenden das XY-Geschlechtsbestimmungssystem, bei dem eine normale Eizelle nur ein X-Chromosom tragen kann, während ein Spermium entweder ein X oder ein Y tragen kann, während eine nicht-normale Samenzelle am Ende entweder kein Geschlecht tragen kann Chromosomen, ein XY-Paar oder ein XX-Paar; so bestimmt das männliche Sperma das Geschlecht jeder resultierenden Zygote . Wenn die Zygote zwei X-Chromosomen hat, entwickelt sie sich zu einem Weibchen, hat sie ein X- und ein Y-Chromosom, entwickelt sie sich zu einem Männchen.

Bei Vögeln bestimmt die weibliche Eizelle das Geschlecht der Nachkommen durch das ZW-Geschlechtsbestimmungssystem .

Künstliche Gameten

Künstliche Gameten, auch bekannt als in vitro abgeleitete Gameten (IVD), aus Stammzellen gewonnene Gameten (SCDGs) und in vitro generierte Gameten (IVG), sind aus Stammzellen gewonnene Gameten . Die Forschung zeigt, dass künstliche Gameten eine Fortpflanzungstechnik für gleichgeschlechtliche männliche Paare sein können, obwohl eine Leihmutter für die Schwangerschaftszeit weiterhin erforderlich wäre. Frauen, die die Menopause überschritten haben, können möglicherweise Eier produzieren und genetisch verwandte Kinder mit künstlichen Gameten gebären. Robert Sparrow schrieb im Journal of Medical Ethics , dass Embryonen aus künstlichen Gameten verwendet werden könnten, um neue Gameten abzuleiten, und dieser Prozess könnte wiederholt werden, um mehrere menschliche Generationen im Labor zu erschaffen. Diese Technik könnte verwendet werden, um Zelllinien für medizinische Anwendungen zu erzeugen und die Vererbung genetischer Störungen zu untersuchen . Außerdem könnte diese Technik für die menschliche Verbesserung verwendet werden, indem selektiv nach einem gewünschten Genom gezüchtet wird oder indem rekombinante DNA- Technologie verwendet wird, um Verbesserungen zu erzeugen, die in der Natur nicht entstanden sind.

Pflanzen

Pflanzen, die sich geschlechtlich vermehren, produzieren auch Gameten. Da Pflanzen jedoch einen Lebenszyklus haben, der einen Wechsel von diploiden und haploiden Generationen beinhaltet, gibt es einige Unterschiede. Pflanzen nutzen die Meiose , um Sporen zu produzieren, die sich zu mehrzelligen haploiden Gametophyten entwickeln, die durch Mitose Gameten produzieren. Die Spermien werden in einem Organ namens Antheridium und die Eizellen in einem flaschenförmigen Organ namens Archegonium gebildet . Bei Blütenpflanzen wird der weibliche Gametophyt innerhalb der Samenanlage im Eierstock der Blüte produziert. Wenn er ausgewachsen ist, produziert der haploide Gametophyt weibliche Gameten, die zur Befruchtung bereit sind. Der männliche Gametophyt wird innerhalb eines Pollenkorns in der Anthere produziert . Wenn ein Pollenkorn auf einem reifen Narben einer Blüte landet , keimt es zu einem Pollenschlauch , der den Griffel hinunter in den Eierstock der Blüte und dann in die Samenanlage wächst. Der Pollen produziert dann durch Mitose Spermien und gibt sie zur Befruchtung frei.

Hinweise und Referenzen