Сколько хромосом содержит ядро сперматозоида и какие особенности есть у хромосомного набора спермиев?

Хромосомы яйцеклетки

Итак, давайте в первую очередь разберемся с вопросом «Сколько в яйцеклетке человека хромосом?». Полный набор хромосом в яйцеклетке состоит из 46 элементов. При этом половые клетки человека содержат 23 хромосомы, но когда яйцеклетка соединяется со сперматозоидом, набор полностью укомплектовывается, и зарождается новая жизнь.

Хромосома – это часть клеточного ядра, которая несет в себе какую-либо наследственную информацию. Именно от генетической структуры зависят индивидуальные особенности человеческого организма. В соматических клетках содержится 23 пары хромосом, и 22 из них имеют двойную структуру.

Только половые клетки (яйцеклетка и сперматозоид) содержат хромосомы с одинарной структурой. Эта особенность специально задумана природой, чтобы при оплодотворении эмбрион имел нормальный набор хромосом. Мало кто знает, что информационная емкость человеческой яйцеклетки приблизительно равна 233 бит

В яйцеклетке человека содержится 23 хромосомы. Однако мужские и женские половые клетки имеют важные генетические отличия. В первую очередь, яйцеклетка отличается от сперматозоида набором хромосом. В ядре содержится 22 одинарных Х-хромосомы.

Такие элементы содержат намного больше ДНК, и как следствие генетической информации, чем Y-хромосомы. Половые клетки человека формируются еще во время внутриутробного развития эмбриона.  В первые месяцы жизни ребенка их количество составляет около 1 млн. Однако постепенно такие  показатели снижаются до 300 тыс.

Репродуктивные функции гамета взрослой женщины сохраняет на протяжении 1-4 суток, а затем погибает. Женские половые клетки имеют также несколько дополнительных отличий, а именно:

• Количество митохондрий. В женской гамете таких элементов меньше, так как она является статичной, и лишняя энергия ей ни к чему.
• Наличие цитоплазмы в женских половых клетках. Это вещество необходимо для активного накопления питательных веществ, обеспечивающих рост эмбриона после оплодотворения.
• Оболочка женской гаметы вырабатывает специальное вещество, которое притягивает сперматозоиды. Также она выполняет роль защитной мембраны, способной пропустить внутрь только одного самого быстрого и сильного спермия.

Яйцеклетка формируется в женском организме только один раз в месяц, в то время как мужские гаметы образуются ежедневно. Принцип передвижения у женских и мужских половых клеток также кардинально отличается. Яйцеклетка самостоятельно перемещаться не может. Она попадает в матку только за счет активных ворсинок, расположенных на маточных трубах.

Literature

1. Baranov V. S., Kuznecova T. V. Citogenetika jembrional’nogo razvitija cheloveka: nauchno-prakticheskie
   aspekty // SPb.: Nauchnaja literatura, 2007. — S. 252—310.
2. Vorsanova S. V., Jurov Ju. G., Chernyshov V. N. Medicinskaja citogenetika // Moskva, 2006. — S. 219—222.
3. Biancotti J. C. Human embryonic stem cells as models for aneuploid chromosomal syndromes // Stem cells. — 2010. — Vol. 28. — P. 1530—1540.
4. Bricker L. Types of pregnancy loss in recurrent miscarriage: implications for research and clinical practice // Hum. Reprod., 2002. — Vol. 17, N 5. — P. 1345—1350.
5. Carrell D. T. The clinical implementation of sperm chromosome aneuploidy testing: pitfalls and promises // J Androl.,2008. — Vol. 29(2). — P. 124—33.
6. Gersen S. L. The principles of clinical Cytogenetics // New York: Springer, 2013. — P. 275—292
7. Harper J. C. Preimplantation genetic diagnosis // CambridgeUniversity Press, 2009. — Р. 95—116.
8. Harton G. L. at al. ESHRE PGD Consortium/Embryology Special Interest Group. Best practice guidelines for polar body and embryo biopsy for preimplantation genetic diagnosis/screening (PGD/PGS) // Human Reproduction, 2010. — Vol. 1. — P. 1—8.
9. Nielsen J. Chromosome abnormalities found among 34,910 newborn children: results from a 13-year incidence study in Arhus, Denmark // Hum Genet., 1991. — Vol. 87(1). — P. 81—3.
10. McKinlay Gardner R. J. Chromosome abnormalities and genetic counseling // New York: Oxford University Press, Inc., 2012, — P. 27—66, P. 377—402.

Библиографическая ссылка

Гонтарь Ю. В., Ильин И. Е., Будерацкая Н. А., Связь количественных хромосомных аномалий сперматозоидов и преимплантационных эмбрионов // «Живые и биокосные системы». — 2014. — № 8; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-8/article-11.

Продление жизнедеятельности

Исследования показали, что на вопрос сколько времени живы сперматозоиды до сих пор нет однозначного ответа. Но есть возможность сохранить жизнедеятельность как можно дольше.

• Работа в горячем цеху или на вредном производстве действую на сперму весьма неблагоприятно. Не стоит увлекаться сауной и баней, так как оптимальная температура не должна превышать 37 градусов.
• Частое использование презервативов со смазкой также снижает активность и сокращает длительность их жизни.
• Резкое понижение температуры приводит к неподвижности и невозможности зачатия. Однако замороженная сперма может храниться продолжительное время, не теряя своих свойств.
• Спринцевание повлияет на кислотно-щелочной баланс влагалища, что не позволит быстро продвинуться к матке.
• Мужчинам не стоит носить слишком тесную одежду, так как это ведет к перегреву. Не помешает изменить рацион и употреблять больше овощей, орехов, фруктов и морепродуктов. Если обогатить сперму фруктозой, то это тоже способствует активности сперматозоидов.

При зачатии следует учитывать сколько жив сперматозоид, поскольку достичь яйцеклетку можно как за полчаса, так несколько дней. Конечно многое зависит от подвижности, качества и количества спермы. Слишком частые сексуальные контакты здесь тоже нежелательны.

Интересен тот факт, что сперматозоиды с Y-хромосомой весьма подвижны. Вероятность того, что будет мальчик возрастает после того, как половой акт произойдет прямо перед овуляцией.

Носители Х-хромосом довольно жизнедеятельны и попробовать зачать девочку можно за несколько дней до овуляции, когда сперматозоид успеет найти свою яйцеклетку.

Литература

1. Баранов В. С., Кузнецова Т. В. Цитогенетика эмбрионального развития человека: научно-практические аспекты // СПб.: Научная литература, 2007. — С. 252—310.
2. Ворсанова С. В., Юров Ю. Г., Чернышов В. Н. Медицинская цитогенетика // Москва, 2006. — С. 219—222.
3. Biancotti J. C. Human embryonic stem cells as models for aneuploid chromosomal syndromes // Stemvcells. — 2010. — Vol. 28. — P. 1530—1540.
4. Bricker L. Types of pregnancy loss in recurrent miscarriage: implications for research and clinical practice // Hum. Reprod., 2002. — Vol. 17, N 5. — P. 1345—1350.
5. Carrell D. T. The clinical implementation of sperm chromosome aneuploidy testing: pitfalls and promises // J Androl.,2008. — Vol. 29(2). — P. 124—33.
6. Gersen S. L. The principles of clinical Cytogenetics // New York: Springer, 2013. — P. 275—292.
7. Harper J. C. Preimplantation genetic diagnosis // CambridgeUniversity Press, 2009. — Р. 95—116.
8. Harton G. L. at al. ESHRE PGD Consortium/Embryology Special Interest Group. Best practice guidelines for polar body and embryo biopsy for preimplantation genetic diagnosis/screening (PGD/PGS) // Human Reproduction, 2010. — Vol. 1. — P. 1—8.
9. Nielsen J. Chromosome abnormalities found among 34,910 newborn children: results from a 13-year incidence study in Arhus, Denmark // Hum Genet., 1991. — Vol. 87(1). — P. 81—3.
10. McKinlay R. J. Chromosome abnormalities and genetic counseling // New York: Oxford University Press, Inc., 2012, — P. 27—66, P. 377—402.

Гаплоидный набор – что это такое?

Для начала следует понимать, что же специалисты подразумевают под «плоидностью». Более простыми словами, этот термин означает кратность. Под плоидностью хромосомного набора ученые имеют в виду общее количество таких наборов в конкретной клетке.

Говоря о данном понятии, специалисты используют термин «гаплоидный» или «одинарный». То есть, ядро сперматозоида содержит 22 одинарных хромосомы и 1 половую. Каждая хромосома при этом не является парной.

Гаплоидный набор является отличительной особенностью именно половых клеток. Он задуман природой не случайно. Во время оплодотворения часть наследуемой генетической информации передается от отцовских хромосом, а часть от материнских. Таким образом, зигота, получившаяся в процессе слияния половых клеток, имеет полноценный (диплоидный) набор хромосом, в количестве 46 штук.

Еще одной интересной особенностью гаплоидного набора сперматозоида является наличие в нем половой хромосомы. Она может быть двух видов: X или Y. Каждая из них определяет в дальнейшем пол будущего ребенка.

В каждом сперматозоиде содержится только одна половая хромосома. Она может быть либо X, либо Y. Яйцеклетка же имеет только одну X-хромосому. При слиянии половых клеток и объединении хромосомного набора, возможны различные комбинации.

• XY. В этом случае Y – хромосома наследуется от отца, а X – от матери. При такой комбинации половых клеток формируется мужской организм, то есть у влюбленной пары скоро появится на свет наследник.
• XX. В этом случае ребенок «получает» X-хромосому от отца и аналогичную от матери. Такая комбинация обеспечивает формирование женского организма, то есть появление в дальнейшем на свет маленькой девочки.

К сожалению, не всегда процесс наследования генетической информации происходит физиологично. Довольно редко, но встречаются определенные патологии. Это происходит, когда в сформированной после оплодотворения зиготе присутствует только одна X-хромосома (моносомия) или же, наоборот, происходит увеличение их количества (трисомия). В таких случаях у детей развиваются довольно тяжелые патологии, которые в дальнейшем существенно ухудшают качество их жизни.

Болезнь Дауна является одним из клинических примеров патологий, связанных с нарушением наследования хромосомного набора. В этом случае происходит определенный «сбой» в 21 паре хромосом, когда к ним прибавляется такая же третья.

Формирование

Итак, мы уже выяснили, сколько хромосом в половых клетках человека

Однако очень важно выяснить, как формируется яйцеклетка и сперматозоид, чтобы иметь точное представление о процессе оплодотворения

Формирование и строение как мужских, так и женских половых клеток зависит от процесса, который носит название гаметогенез. Формирование клетки состоит из нескольких фаз, а именно:

• Митоз;
• Рост гаметы.

Процесс формирования яйцеклетки называется оогенез. Подобный процесс, происходящий в мужском организме, называют сперматогенезом. Когда яйцеклетка соединяется со сперматозоидом, их хромосомный набор объединяется. Формируется зигота с диплоидным набором хромосом. Сколько хромосом в оплодотворенной яйцеклетке? Ответ на этот вопрос достаточно прост. Если процесс оплодотворения прошел успешно, то эмбрион содержит 46 двойных хромосом.

Факторы влияния

Надо заметить, что сколько времени живы сперматозоиды во многом зависит от состояния здоровья мужчины, а также его образа жизни.

• При попадании на воздух им удастся прожить всего от 15 минут до трех часов максимум. Особенно неблагоприятно воздействие солнечных лучей или яркого света.
• Щелочная среда может привести к небольшой активизации, кислая – приводит к быстрой гибели.
• Крайне неблагоприятно воздействие как низких, так и высоких температур. Оптимальный режим – 36-37 градусов, как у человеческого тела.

Негативное влияние оказывают синтетические соединения и повышенная влажность

Поэтому так важно, чтобы сперматозоид попал по назначению

Особенности строения мужской половой клетки

Генетическая информация, которая наследуется по роду, зашифрована в отдельных генах, находящихся в хромосомах.

Самые первые представления ученых о хромосомах, которые находятся внутри человеческих клеток, появились в 70-е годы XIX века. На сегодняшний день научный мир так и не пришел к единому мнению о том, кто же из исследователей открыл хромосомы. В разное время это открытие «присваивалось» И. Д. Чистякову, А. Шнайдеру и многим другим ученым. Однако сам термин «хромосома» предложил впервые немецкий гистолог Г. Вальдейер в 1888 году. Дословный перевод обозначает «окрашенное тело», так как эти элементы довольно хорошо окрашиваются основными красителями при проведении исследований.

Большинство научных экспериментов, которые внесли ясность в определение строения хромосом, были проведены в основном в XX веке. Современные исследователи продолжают научные эксперименты, направленные на точную расшифровку генетической информации, которая содержится в хромосомах.

Для лучшего и простого понимания того, как формируется хромосомный набор мужской половой клетки, немного коснемся биологии. Каждый сперматозоид состоит из головки, средней части (тела) и хвостика. В среднем, длина мужской клетки до хвостика составляет 55 мкм.

Головка сперматозоида имеет эллипсовидную форму. Практически все ее внутреннее пространство заполняет особое анатомическое образование, которое называется ядром. В нем и находятся хромосомы – основные структуры клетки, несущие генетическую информацию.

Каждая из них содержит различное количество генов. Так, существуют более и менее богатые генами участки. В настоящее время ученые проводят эксперименты, направленные на изучение этой интересной особенности.

Основная составляющая каждой хромосомы – ДНК. Именно в ней и хранится основная генетическая информация, наследуемая от родителей их детьми. В каждой из таких молекул находится определенная последовательность генов, обуславливающих развитие разнообразных признаков.

Цепь ДНК довольно длинная. Для того чтобы хромосомы имели микроскопичный размер, цепочки ДНК сильно скручиваются. Последние проведенные генетические исследования определили, что для скручивания молекул ДНК необходимы и специальные белки – гистоны, которые также находятся в ядре половой клетки.

Более детальное изучение строения хромосом показало, что, помимо молекул ДНК, они также состоят из белка. Такая комбинация называется хроматином.

В середине каждой хромосомы есть центромера – это небольшой участок, который делит ее на два участка. Такое деление обуславливает наличие у каждой хромосомы длинного и короткого плеча. Таким образом, при изучении в микроскопе она имеет исчерченный вид. Каждая хромосома также имеет свой порядковый номер.

Общий хромосомный набор живого организма называется кариотипом. У человека он составляет 46 хромосом, а, например, у плодовой мухи дрозофилы всего 8. Особенности строения кариотипа и определяют наследование определенной совокупности различных признаков.

Интересно, что формирование половых хромосом происходит еще в период внутриутробного развития. У плода, находящегося еще в материнской утробе, уже формируются половые клетки, которые в будущем ему понадобятся.

Геном человека

Для осуществления нормальной жизнедеятельности каждой соматической клетке нашего организма необходимы 23 пары хромосом, полученных ей после слияния генетического материала материнской и отцовской клеток. Всю совокупность такого приобретенного генетического материала ученые-генетики называют геномом человека.

Изучение генома позволило специалистам определить, что хромосомный набор человека включает в себя последовательность более чем 30 000 разнообразных генов. Каждый из генов ответственен за развитие у человека какого-либо определенного признака.

О том, что передается человеку с генами, смотрите в следующем видео.

Калькулятор расчета овуляции

Длительность цикла

Длительность менструации

• Менструация
• Овуляция
• Высокая вероятность зачатия

Укажите первый день последней менструации

Овуляция происходит за 14 дней до начала менструального цикла (при 28-дневном цикле – на 14-й день). Отклонение от среднего значения бывает часто, поэтому расчет является приблизительным.

Также вместе с календарным методом можно измерять базальную температуру, исследовать цервикальную слизь, использовать специальные тесты или мини-микроскопы, сдавать анализы на ФСГ, ЛГ, эстрогены и прогестерон.

Однозначно установить день овуляции можно посредством фолликулометрии (УЗИ).

1. Losos, Jonathan B.; Raven, Peter H.; Johnson, George B.; Singer, Susan R. Biology. New York: McGraw-Hill. pp. 1207-1209.
2. Campbell N. A., Reece J. B., Urry L. A. e. a. Biology. 9th ed. — Benjamin Cummings, 2011. — p. 1263
3. Ткаченко Б. И., Брин В. Б., Захаров Ю. М., Недоспасов В. О., Пятин В. Ф. Физиология человека. Compendium / Под ред. Б. И. Ткаченко. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. — 496 с.
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Овуляция

Патологии

В половых клетках мужского и женского организма могут встречаться аномалии. Наиболее распространенными патологиями гамет можно считать моносомию и трисомию. Такие отклонения не слишком опасны, и не несут неблагоприятных последствий для организма человека.

Если женская яйцеклетка состоит только из из Х-хромосомы, а второе значение деформировано, пациентке ставят диагноз Моносомия. У таких женщин, как правило, наблюдаются задержки менструального цикла, развивается бесплодие. Также на шее пациентки появляется крыловидная складка. Такая патология в медицине носит название синдром Шерешевского-Тернера.

Моносомия достаточно опасное генетическое заболевание, которое не только негативно отражается на половой системе, но и может стать причиной развития патологий внутренних органов.

Трисомия – это нарушение, при котором в яйцеклетке формируется дополнительная третья Х-хромосома. У пациентов с таким диагнозом наблюдается нарушение менструального цикла, умственная отсталость.

Выводы

Аномалии хромосомного набора по хромосомам 13, 16, 18, 21, 22, Х и Y были характерны для 65,2 % преимплантационных эмбрионов, что значительно превышает уровень хромосомных аномалий в пренатальном этапе развития. От момента образования зиготы до момента рождения ребенка выражена тенденция на уменьшение доли эмбрионов с хромосомными нарушениями. Соответственно, самый эффективный отбор и элиминация нежизнеспособных эмбрионов происходит именно на стадии преимплантационных эмбрионов. Выявлено характерное привнесение анеуплоидии 21 через ооцит, а также анеуплоидии 18 через сперматозоид. Очевидно, хромосомный состав эмбриона, напрямую, зависит от набора хромосом в гаметах, а также их морфологических и качественных характеристик

Поэтому необходимо уделять большое внимание диагностике кариотипа и генеративных клеток, в частности сперматозоидов, до введения пациентов в циклы оплодотворения in vitro для повышения эффективности преимплантационной диагностики и составления более точного прогноза в исходе программы ВРТ