Spermatocyte
સ્પર્માટોસાઇટ્સ એ પ્રાણીઓમાં પુરૂષ ગેમેટોસાઇટનો એક પ્રકાર છે. તેઓ સ્પર્માટોગોનિયા તરીકે ઓળખાતા અપરિપક્વ જંતુ કોષોમાંથી ઉદ્ભવે છે. તેઓ વૃષણમાં સેમિનીફેરસ ટ્યુબ્યુલ્સ તરીકે ઓળખાતી રચનામાં જોવા મળે છે. બે પ્રકારના શુક્રાણુ કોશિકાઓ છે, પ્રાથમિક અને ગૌણ શુક્રાણુ કોશિકાઓ. પ્રાથમિક અને ગૌણ શુક્રાણુના કોષો શુક્રાણુના સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા રચાય છે. પ્રાથમિક શુક્રાણુ કોષો દ્વિગુણિત (2N) કોષો છે. અર્ધસૂત્રણ I પછી, બે ગૌણ શુક્રાણુ કોશિકાઓ રચાય છે. ગૌણ શુક્રાણુ કોષો હેપ્લોઇડ (એન) કોષો છે જેમાં રંગસૂત્રોની અડધી સંખ્યા હોય છે. તમામ પ્રાણીઓમાં, નર શુક્રાણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે, સી. એલિગન્સ જેવા હર્માફ્રોડાઇટ્સ પણ, જે નર અથવા હર્માફ્રોડાઇટ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. હર્માફ્રોડાઇટ સી. એલિગન્સમાં, શુક્રાણુનું ઉત્પાદન પહેલા થાય છે અને પછી શુક્રાણુમાં સંગ્રહિત થાય છે. એકવાર ઇંડા બની જાય પછી, તેઓ સ્વ-ફળદ્રુપ થઈ શકે છે અને 350 જેટલા સંતાન પેદા કરી શકે છે. વિકાસ તરુણાવસ્થામાં, વૃષણની અંદર અર્ધસૂત્રાકાર નળીઓની દિવાલો સાથે સ્થિત શુક્રાણુને શરૂ કરવામાં આવશે અને માઇટોટિક રીતે વિભાજિત થવાનું શરૂ થશે, જેનાથી બે પ્રકારના એ કોષો રચાય છે જેમાં પરમાણુ પરબિડીયું સાથે જોડાયેલ ન્યુક્લિયોલસ સાથે અંડાકાર આકારનું ન્યુક્લિયસ હોય છે; એક શ્યામ (એડ) હોય છે અને બીજો નિસ્તેજ (એપી) હોય છે. એડ કોષો શુક્રાણુ કોશિકાઓ છે જે મૂળભૂત વિભાગ (નળીના બાહ્ય પ્રદેશ) માં રહેશે; આ કોષો આરક્ષિત શુક્રાણુજન્ય સ્ટેમ કોષો છે જે સામાન્ય રીતે માઇટોસિસમાંથી પસાર થતા નથી. પ્રકાર એ. પી. સક્રિય રીતે વિભાજિત થતા શુક્રાણુજન્ય સ્ટેમ કોશિકાઓ છે જે બી. શુક્રાણુના પ્રકારમાં તફાવત કરવાનું શરૂ કરે છે, જેમાં ગોળાકાર કેન્દ્રક અને હેટેરોક્રોમેટિન પરમાણુ પરબિડીયું અને ન્યુક્લિયોલસના કેન્દ્ર સાથે જોડાયેલા હોય છે. પ્રકાર બી કોષો એડલ્યુમિનલ કમ્પાર્ટમેન્ટ (ટ્યુબ્યુલના આંતરિક પ્રદેશ તરફ) તરફ આગળ વધશે અને પ્રાથમિક શુક્રાણુ કોષો બનશે; આ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થવામાં લગભગ 16 દિવસ લાગે છે. એડલ્યુમિનલ કમ્પાર્ટમેન્ટની અંદરના પ્રાથમિક શુક્રાણુ કોષો અર્ધસૂત્રણ I સુધી ચાલુ રહેશે અને બે પુત્રી કોષોમાં વિભાજિત થશે, જેને ગૌણ શુક્રાણુ કોષો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, આ પ્રક્રિયા પૂર્ણ થવામાં 24 દિવસ લાગે છે. દરેક ગૌણ શુક્રાણુ કોષ અર્ધસૂત્રણ II પછી બે શુક્રાણુઓ બનાવશે. જો કે શુક્રાણુ કોષો કે જે માઇટોટિક અને મેયોટિક રીતે વિભાજિત થાય છે તે કિરણોત્સર્ગ અને કેન્સર પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, તેમ છતાં શુક્રાણુજન્ય સ્ટેમ કોશિકાઓ નથી. તેથી, કિરણોત્સર્ગ ઉપચાર અથવા કિમોચિકિત્સાની સમાપ્તિ પછી, શુક્રાણુના દાંડા કોષો શુક્રાણુજનનની રચનાને ફરીથી શરૂ કરી શકે છે. હોર્મોન્સની ભૂમિકા મનુષ્યોમાં પ્રાથમિક શુક્રાણુ કોશિકાઓ (શુક્રાણુયુક્ત કોશિકાઓ તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા) ની રચના ત્યારે શરૂ થાય છે જ્યારે પુરુષ 10 થી 14 વર્ષની વયની આસપાસ તરુણાવસ્થામાં લૈંગિક રીતે પરિપક્વ થાય છે. હાયપોથાલેમસમાંથી ગોનાડોટ્રોપિન-મુક્ત હોર્મોન (જી. એન. આર. એચ.) ના સ્પંદિત ઉછાળા પર રચના શરૂ થાય છે, જે ફોલિકલ-ઉત્તેજક હોર્મોન (એફ. એસ. એચ.) અને અગ્રવર્તી કફોત્પાદક ગ્રંથિ દ્વારા ઉત્પાદિત લ્યુટીનાઇઝિંગ હોર્મોન (એલ. એચ.) ના સ્ત્રાવ તરફ દોરી જાય છે. વૃષણમાં એફ. એસ. એચ. નું પ્રકાશન શુક્રાણુજનનને વધારશે અને સર્ટોલી કોષોના વિકાસ તરફ દોરી જશે, જે નર્સિંગ કોષો તરીકે કામ કરે છે જ્યાં શુક્રાણુઓ અર્ધસૂત્રણ II પછી પરિપક્વ થશે. એલ. એચ. વૃષણ અને લોહીમાં ટેસ્ટોસ્ટેરોનના લેડિગ કોષના સ્ત્રાવને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે શુક્રાણુજનનને પ્રેરિત કરે છે અને ગૌણ લૈંગિક લાક્ષણિકતાઓની રચનામાં મદદ કરે છે. આ બિંદુથી, એફ. એસ. એચ. અને એલ. એચ. (ટેસ્ટોસ્ટેરોનનું ઉત્પાદન પ્રેરિત કરવું) નું સ્ત્રાવ પુરુષ મૃત્યુ પામે ત્યાં સુધી શુક્રાણુજનનને ઉત્તેજીત કરશે. પુરુષોમાં એફ. એસ. એચ. અને એલ. એચ. હોર્મોન્સમાં વધારો કરવાથી શુક્રાણુજનનનો દર વધશે નહીં. જો કે, ઉંમર સાથે, ઉત્પાદનનો દર ઘટશે, ત્યારે પણ જ્યારે સ્ત્રાવ થતા હોર્મોનનું પ્રમાણ સતત હોય; આ મેયોટિક પ્રોફેઝ દરમિયાન જંતુના કોષોના અધોગતિના ઊંચા દરને કારણે છે. કોષ પ્રકારનો સારાંશ નીચે આપેલા કોષ્ટકમાં, પ્લૉઇડી, નકલ સંખ્યા અને રંગસૂત્ર/ક્રોમેટિડ ગણતરીઓ એક કોષ માટે સૂચિબદ્ધ છે, સામાન્ય રીતે ડીએનએ સંશ્લેષણ અને વિભાજન પહેલાં (જો લાગુ હોય તો G1 માં). પ્રાથમિક શુક્રાણુ કોષો ડીએનએ સંશ્લેષણ પછી અને વિભાજન પહેલાં અટકાવવામાં આવે છે. ફિઝિયોલોજી નુકસાન, સમારકામ અને નિષ્ફળતા શુક્રાણુ કોશિકાઓ અર્ધસૂત્રણના પ્રોફેઝ તબક્કામાં નિયમિતપણે ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ વિરામ અને અન્ય ડીએનએ નુકસાનને દૂર કરે છે. આ નુકસાન મેયોટિક પુનઃસંયોજનમાં કાર્યરત એન્ઝાઇમ Spo11ની પ્રોગ્રામ કરેલી પ્રવૃત્તિ તેમજ સામાન્ય ચયાપચયના ઉત્પાદનો તરીકે ઉત્પન્ન થતા ઓક્સિડેટીવ ફ્રી રેડિકલ્સ જેવા ડીએનએમાં બિન-પ્રોગ્રામ કરેલા ભંગાણો દ્વારા થઈ શકે છે. આ નુકસાનોનું સમારકામ સમરૂપ પુનઃસંયોજન માર્ગો દ્વારા કરવામાં આવે છે અને RAD1 અને γH2AX નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે અનુક્રમે ડબલ સ્ટ્રાન્ડ બ્રેકને ઓળખે છે અને ક્રોમેટિનમાં ફેરફાર કરે છે. પરિણામે, માઇઓટિક કોષોમાં ડબલ સ્ટ્રાન્ડ તૂટી જાય છે, માઇટોટિક કોષોથી વિપરીત, સામાન્ય રીતે એપોપ્ટોસિસ અથવા કોષ મૃત્યુ તરફ દોરી જતા નથી. ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ બ્રેકનું હોમોલોગસ રિકોમ્બિનેશનલ રિપેર (એચ. આર. આર.) શુક્રાણુજનનના ક્રમિક તબક્કા દરમિયાન ઉંદરમાં થાય છે પરંતુ તે શુક્રાણુના કોષોમાં સૌથી અગ્રણી છે. શુક્રાણુના કોષોમાં, એચ. આર. આર. ની ઘટનાઓ મુખ્યત્વે અર્ધસૂત્રણના પેકીટીન તબક્કામાં થાય છે અને એચ. આર. આર. નો જનીન રૂપાંતરણ પ્રકાર પ્રબળ હોય છે, જ્યારે શુક્રાણુજનનના અન્ય તબક્કામાં એચ. આર. આર. નો પારસ્પરિક વિનિમય પ્રકાર વધુ વારંવાર જોવા મળે છે. માઉસ સ્પર્માટોજેનેસિસ દરમિયાન, વિવિધ તબક્કે કોષોની પરિવર્તન આવર્તન, જેમાં પૅકીટીન સ્પર્માટોસાઇટ્સનો સમાવેશ થાય છે, તે શારીરિક કોષોમાં પરિવર્તન આવર્તન કરતા 5 થી 10 ગણી ઓછી હોય છે. તેમની ઉન્નત ડીએનએ રિપેર ક્ષમતાને કારણે, શુક્રાણુ કોષો સંભવતઃ આ નીચા પરિવર્તન દરની જાળવણીમાં કેન્દ્રિય ભૂમિકા ભજવે છે, અને આમ પુરુષ રોગાણુ રેખાના આનુવંશિક અખંડિતતાની જાળવણીમાં. તે જાણીતું છે કે હેટેરોઝાયગસ રંગસૂત્રોની પુનઃગોઠવણી શુક્રાણુજન્ય વિક્ષેપ અથવા નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે; જો કે આનું કારણ બને છે તે પરમાણુ પદ્ધતિઓ એટલી જાણીતી નથી. એવું સૂચવવામાં આવે છે કે શુક્રાણુના કોષોમાં અસાઇનેપ્ટિક ક્ષેત્રના સમૂહને સમાવતી નિષ્ક્રિય પદ્ધતિ એક સંભવિત કારણ છે. એસિનેપ્ટિક પ્રદેશો બી. આર. સી. એ. 1, કિનેઝ એ. ટી. આર. અને γH2AX સાથે સંકળાયેલા છે. ચોક્કસ પરિવર્તન રેટિનોઇક એસિડ 8 (STRA8) દ્વારા ઉત્તેજિત જનીન મનુષ્યોમાં રેટિનોઇક-એસિડ સિગ્નલિંગ પાથવે માટે જરૂરી છે, જે અર્ધસૂત્રણની શરૂઆત તરફ દોરી જાય છે. એસ. ટી. આર. એ. 8 અભિવ્યક્તિ પ્રીલેપ્ટોટિન શુક્રાણુકોશિકાઓમાં (અર્ધસૂત્રણમાં પ્રોફેઝ I ના પ્રારંભિક તબક્કે) શુક્રાણુઓની સરખામણીમાં વધારે હોય છે. STRA8-મ્યુટન્ટ શુક્રાણુઓ અર્ધસૂત્રણની શરૂઆત કરવા માટે સક્ષમ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે; જો કે, તેઓ પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરી શકતા નથી. લેપ્ટોટિન શુક્રાણુમાં પરિવર્તન અકાળ રંગસૂત્ર ઘનીકરણમાં પરિણમી શકે છે. એમ. ટી. એ. પી. 2, એક માઇક્રોટ્યુબ્યુલ-સંકળાયેલ પ્રોટીનમાં પરિવર્તન, જેમ કે રીપ્રો 4 મ્યુટન્ટ શુક્રાણુકોશકોમાં જોવા મળે છે, તે અર્ધસૂત્રણ I ના પ્રોફેઝ દરમિયાન શુક્રાણુજનનની પ્રગતિને અટકાવે છે. આ રીપ્રો 4 મ્યુટન્ટ્સમાં શુક્રાણુઓની હાજરીમાં ઘટાડા દ્વારા જોવા મળે છે. શુક્રાણુ કોશિકાઓના Spo11, DMC1, એટીએમ અને MSH5 જનીનોમાં પુનઃ સંયોજક-ખામીયુક્ત પરિવર્તન થઈ શકે છે. આ પરિવર્તનોમાં ડબલ સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક રિપેર ઇમ્પેરમેન્ટનો સમાવેશ થાય છે, જે સેમિનીફેરસ એપિથેલિયમ ચક્રના ચોથા તબક્કે શુક્રાણુજનનની ધરપકડમાં પરિણમી શકે છે. ઇતિહાસ સંશોધકો દ્વારા શુક્રાણુજનન પ્રક્રિયાને વર્ષો દરમિયાન સ્પષ્ટ કરવામાં આવી છે, જેમણે પ્રક્રિયાને આંતરિક (જંતુ અને સર્ટોલી કોષો) અને બાહ્ય (એફએસએચ અને એલએચ) પરિબળોના આધારે બહુવિધ તબક્કાઓ અથવા તબક્કાઓમાં વિભાજિત કરી છે. સમગ્ર સસ્તન પ્રાણીઓમાં શુક્રાણુજનન પ્રક્રિયા, જેમાં સેલ્યુલર પરિવર્તન, માઇટોસિસ અને અર્ધસૂત્રણનો સમાવેશ થાય છે, તેનો 1950 થી 1980 ના દાયકા સુધી સારી રીતે અભ્યાસ અને દસ્તાવેજીકરણ કરવામાં આવ્યું છે. જો કે, 1990 અને 2000 ના દાયકા દરમિયાન સંશોધકોએ જનીનો, પ્રોટીન અને સંકેત માર્ગો દ્વારા શુક્રાણુજનનના નિયમન અને આ પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ બાયોકેમિકલ અને મોલેક્યુલર મિકેનિઝમ્સની સમજ વધારવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. તાજેતરમાં, શુક્રાણુજનન પર પર્યાવરણીય અસરો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું છે કારણ કે પુરુષોમાં પુરુષ વંધ્યત્વ વધુ પ્રચલિત બન્યું છે. સ્પર્માટોજેનેસિસ પ્રક્રિયામાં એક મહત્વપૂર્ણ શોધ સસ્તન પ્રાણીઓમાં સેમિનિફેરસ એપિથેલિયલ ચક્રની ઓળખ હતી-સી. પી. લેબ્લાઉન્ડ અને વાય. ક્લેરમોન્ટે 1952માં ઉંદરના અર્ધકુટી નળીઓમાં શુક્રાણુ, શુક્રાણુના સ્તરો અને શુક્રાણુનો અભ્યાસ કર્યો હતો. અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ શોધ હાયપોથેલામિક-પિટ્યુટરી-ટેસ્ટિક્યુલર હોર્મોન સાંકળની હતી, જે શુક્રાણુજનન નિયમનમાં ભૂમિકા ભજવે છે; આનો અભ્યાસ 1994માં આર. એમ. શાર્પ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. અન્ય પ્રાણીઓ પ્રાથમિક સિલિયા યુકેરીયોટિક કોષોમાં જોવા મળતા સામાન્ય અંગો છે; તેઓ પ્રાણીઓના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ડ્રોસોફિલા તેમના શુક્રાણુ કોષ પ્રાથમિક સિલિયામાં અનન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે-તેઓ G2 તબક્કામાં સ્વતંત્ર રીતે ચાર સેન્ટ્રિયોલ્સ દ્વારા એસેમ્બલ થાય છે અને માઇક્રોટ્યુબ્યુલ-લક્ષિત દવાઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. સામાન્ય રીતે, પ્રાથમિક સિલિયા G0/G1 તબક્કામાં એક સેન્ટ્રિયોલથી વિકસે છે અને માઇક્રોટ્યુબ્યુલ લક્ષિત દવાઓથી પ્રભાવિત નથી થતી. મેસોસ્ટોમા એહરેનબર્ગી એ એક રબડોકોલ ફ્લેટવોર્મ છે જે શુક્રાણુના કોષોની રચનામાં એક વિશિષ્ટ પુરુષ અર્ધસૂત્રણ તબક્કો ધરાવે છે. પૂર્વ-એનાફેઝ તબક્કા દરમિયાન, ચાર અવિભાજ્ય રંગસૂત્રો ધરાવતા શુક્રાણુના કોષોમાં ક્લેવેજ ફ્યુરોઝ રચાય છે. એનાફેઝ તબક્કાના અંત સુધીમાં, દરેક ધ્રુવ પર એક હોય છે જે સ્પિન્ડલ ધ્રુવો વચ્ચે ખરેખર એકબીજા સાથે ભૌતિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા વિના આગળ વધે છે (જેને અંતર વિભાજન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે). આ અનન્ય લાક્ષણિકતાઓ સંશોધકોને સ્પિન્ડલ ધ્રુવો દ્વારા બનાવવામાં આવેલા બળનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે જેથી રંગસૂત્રો ખસેડી શકાય, ખીલનું વ્યવસ્થાપન અને અંતર અલગ કરી શકાય. આ પણ જુઓ જંતુ કોષો ગેમેટ્સ ગેમેટોસાઇટોજેનેસિસ લેઇડિગ મિટોસિસ મેયોસિસ સર્ટોલી કોષો સ્પર્માટોજેનેસિસ સ્પર્માટોગોનિયા સ્પર્માટિડ સ્પર્માટોસાઇટોજેનેસિસ સ્પર્માટિડોજેનેસિસ સ્પર્મ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ સ્પર્માટોજેનેસિસ પુરુષ પ્રજનન પ્રણાલી પ્રજનન પ્રણાલી જંતુ કોષો સસ્તન પુરુષ પ્રજનન પ્રણાલી