SPERMIOGENESIS: FASE DAN KARAKTERISTIKNYA - BIOLOGI - 2025

The spermatogenesis , sperma juga dikenal sebagai metamorfosis, sesuai dengan spermatid proses transformasi (atau spermatid) pada spermatozoa matang. Fase ini terjadi saat spermatid menempel pada sel Sertoli.

Sebaliknya, istilah spermatogenesis mengacu pada produksi spermatozoa haploid (23 kromosom) dari spermatogonia yang tidak berdiferensiasi dan diploid (46 kromosom).

Spermatid mamalia dicirikan dengan memiliki bentuk bulat dan tidak memiliki flagel, yaitu usus buntu berbentuk cambuk yang membantu pergerakan, khas sperma. Spermatid harus matang menjadi sperma yang mampu menjalankan fungsinya: mencapai sel telur dan bergabung dengannya.

Oleh karena itu, mereka harus mengembangkan flagel yang secara morfologis menata ulang, sehingga memperoleh motilitas dan kapasitas interaksi. Fase spermiogenesis dijelaskan pada tahun 1963 dan 1964 oleh Clermont dan Heller, berkat visualisasi dari setiap perubahan menggunakan mikrokopi ringan di jaringan manusia.

Proses diferensiasi sperma yang terjadi pada mamalia melibatkan tahapan sebagai berikut: pembangunan vesikula akrosom, pembentukan tudung, rotasi dan kondensasi inti.

Tahapan

Fase golgi

Butiran asam periodik, reagen Schiff, disingkat PAS, terakumulasi di kompleks Golgi spermatid.

Vesikel akrosom

Butiran PAS kaya akan glikoprotein (protein yang terikat pada karbohidrat) dan akan membentuk struktur vesikuler yang disebut vesikula akrosom. Selama fase Golgi, vesikel ini bertambah besar.

Polaritas sperma ditentukan oleh posisi vesikula akrosom dan struktur ini akan terletak di kutub anterior sperma.

Akrosom adalah suatu struktur yang mengandung enzim hidrolitik, seperti hyaluronidase, tripsin dan acrosin, yang fungsinya adalah disintegrasi sel-sel yang menyertai oosit, menghidrolisis komponen-komponen matriks, seperti asam hialuronat.

Proses ini dikenal sebagai reaksi akrosom dan dimulai dengan kontak antara sperma dan lapisan terluar oosit, yang disebut zona pelusida.

Migrasi sentriol

Peristiwa penting lain dari fase Golgi adalah migrasi sentriol ke daerah posterior spermatid, dan terjadi penyelarasannya dengan membran plasma.

Sentriol melanjutkan ke perakitan sembilan mikrotubulus perifer dan dua mikrotubulus pusat yang membentuk flagel sperma.

Kumpulan mikrotubulus ini mampu mengubah energi - ATP (adenosine triphosphate) yang dihasilkan di mitokondria - menjadi gerakan.

Fase cap

Vesikel akrosom mulai berkembang ke arah setengah anterior inti sel, memberikan tampilan helm atau topi. Di area ini, selubung inti merosot pori-porinya dan strukturnya menebal. Selain itu, terjadi kondensasi inti.

Perubahan besar pada inti

Selama spermiogenesis, serangkaian transformasi inti sperma masa depan terjadi, seperti pemadatan hingga 10% dari ukuran awal dan penggantian histon dengan protamin.

Protamin adalah protein sekitar 5000 Da, kaya arginin, dengan lebih sedikit lisin, dan larut dalam air. Protein ini umum dalam sperma dari spesies yang berbeda dan membantu dalam kutukan ekstrim DNA dalam struktur yang hampir seperti kristal.

Fase akrosom

Terjadi perubahan orientasi spermatid: kepala diatur ke arah sel Sertoli dan flagel - dalam proses perkembangan - meluas ke bagian dalam tabung seminiferus.

Inti yang sudah terkondensasi berubah bentuknya, memanjang dan mengambil bentuk yang lebih pipih. Inti, bersama dengan akrosom, bergerak mendekati membran plasma di ujung anterior.

Selain itu, reorganisasi mikrotubulus terjadi menjadi struktur silinder yang melebar dari akrosom ke ujung posterior spermatid.

Adapun sentriol, setelah menyelesaikan fungsinya dalam pengembangan flagel, mereka kembali ke area posterior nukleus dan melekat padanya.

Pembentukan bagian penghubung

Serangkaian modifikasi terjadi untuk membentuk "leher" sperma. Dari sentriol, yang sekarang melekat pada nukleus, muncul sembilan serat dengan diameter signifikan yang menyebar di ekor di luar mikrotubulus.

Perhatikan bahwa serat padat ini bergabung dengan inti dengan flagel; karenanya ini dikenal sebagai "bagian penghubung".

Pembentukan bagian perantara

Membran plasma bergeser untuk menyelubungi flagel yang sedang berkembang, dan mitokondria bergeser untuk membentuk struktur heliks di sekitar leher yang meluas ke daerah posterior langsung.

Daerah yang baru terbentuk disebut bagian tengah yang terletak di bagian ekor sperma. Demikian juga dengan selubung fibrosa, bagian utama dan bagian utama dapat dibedakan.

Mitokondria berasal dari penutup kontinu yang mengelilingi bagian perantara, lapisan ini berbentuk piramida dan berpartisipasi dalam pembangkitan energi dan pergerakan sperma.

Fase pematangan

Kelebihan kandungan sitoplasma seluler difagositosis oleh sel Sertoli, berupa badan sisa.

Morfologi terakhir

Setelah spermiogenesis, sperma secara radikal berubah bentuk dan sekarang menjadi sel khusus yang mampu bergerak.

Dalam sperma yang dihasilkan, daerah kepala (lebar 2-3 um dan panjang 4 sampai 5 um) dapat dibedakan, dimana inti sel dengan beban genetik haploid dan akrosom berada.

Setelah kepala adalah daerah perantara, di mana sentriol, heliks mitokondria, dan ekor dengan panjang sekitar 50 um berada.

Proses spermiogenesis bervariasi tergantung spesiesnya, meskipun rata-rata berlangsung dari satu hingga tiga minggu. Pada percobaan yang dilakukan pada tikus, proses pembentukan sperma membutuhkan waktu 34,5 hari. Sebaliknya, proses pada manusia memakan waktu hampir dua kali lebih lama.

Spermatogenesis adalah proses lengkap yang dapat terjadi terus menerus, menghasilkan sekitar 100 juta sperma per testis manusia setiap hari.

Pelepasan sperma melalui ejakulasi melibatkan sekitar 200 juta. Selama hidupnya, seorang pria dapat menghasilkan 10 ¹² sampai 10 ¹³ sperma.

Referensi

1. Carlson, BM (2005). Embriologi manusia dan biologi perkembangan. Elsevier.
2. Cheng, CY, & Mruk, DD (2010). Biologi spermatogenesis: masa lalu, sekarang dan masa depan. Transaksi Filosofis Royal Society B: Ilmu Biologi, 365 (1546), 1459–1463.
3. Gilbert SF. (2000) Biologi Perkembangan. Edisi ke-6. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogenesis. Tersedia dari: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
4. González - Merlo, J., & Bosquet, JG (2000). Ginekologi Onkologi. Elsevier Spanyol.
5. Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ, & Sherman, LS (2003). Embriologi manusia. Elsevier,.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Atlas Teks dan Warna dengan Biologi Seluler dan Molekuler (Termasuk Cd - Rom) 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Urbina, MT, & Biber, JL (2009). Kesuburan dan reproduksi terbantu. Panamerican Medical Ed.
8. Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW, & Novick, AC (2008). Campbell - Urologi Walsh. Panamerican Medical Ed.