精子形成

精子形成は精子形成の最終段階であり、この段階で精細胞は成熟した精子に成長します。この段階の初めには、精細胞は核、ゴルジ体、中心小体、ミトコンドリアを含むほぼ円形の細胞ですが、このプロセスの終わりまでに、頭部、中片、尾部を備えた細長い精子に根本的に変化します。

精子形成の過程は伝統的に、ゴルジ体形成期、キャップ形成期、尾部形成期、成熟期の4つの段階に分けられます。^[1]

これまではほぼ放射状対称であった精細胞は、極性を発達させ始める。一方の端に頭部が形成され、ゴルジ体が先体となる酵素を生成する。もう一方の端では、ミトコンドリアが集まり、遠位の中心小体が軸糸を形成し始める、肥厚した中片が形成される。

精子細胞のDNAもパッケージングされ、高度に凝縮されます。DNA は最初に特定の核塩基性タンパク質でパッケージングされ、その後精子細胞の伸長中にプロタミンに置き換えられます。その結果、密集したクロマチンは転写的に不活性になります。

ゴルジ体は凝縮した核を取り囲み、先体帽を形成します。

細胞の中心小体の 1 つが伸長して精子の尾部になります。「マンシェット」と呼ばれる一時的な構造がこの伸長を補助します。

この段階では、発達中の精子は尾部が上皮から離れて内腔の中心を向くように方向を変えます。

残留ルゴー小体^[2]として知られる余分な細胞質は、精巣内の周囲のセルトリ細胞によって貪食されます。

成熟した精子は保護細胞であるセルトリ細胞から精細管の腔内に放出され、精子化と呼ばれるプロセスが起こり、残った不要な細胞質と細胞小器官が除去されます。^[3]

得られた精子は成熟していますが、運動性がなく、不妊です。運動性のない精子は、蠕動収縮の助けを借りて、セルトリ細胞から分泌される精巣液で精巣上体に輸送されます。

精巣上体にいる間、精子は運動性を獲得する。しかし、成熟した精子が男性生殖器官の残りの部分を通過するのは、精子の運動性ではなく、筋肉の収縮によって行われる。先体を覆う糖タンパク質の殻は、精子が男性と女性の生殖器官を通過する前に卵子と受精するのを防ぐ。酵素FPP（受精促進ペプチド、前立腺で生成される）とヘパリン（女性生殖器官）による精子の受精能獲得により、この殻が取り除かれ、精子が卵子と結合できるようになる。^{[引用が必要] [4]}

精子形成、すなわち雄の配偶子形成の半減数分裂後の段階では、いくつかの基本的な課題に遭遇します。^[5]

1. 2回の減数分裂が完了すると、染色分体はDNA二重鎖損傷に対して脆弱になります。これは、このような損傷を正確に修復するには通常、姉妹染色分体または相同染色体が必要であるためですが、これらは長期間、つまり数日または数週間にわたって利用できなくなります。^[5]
2. 精子ゲノムは精子形成中に転写することができず、DNA損傷などの新たな課題に対応する能力が妨げられる。^[5]
3. 成熟した生殖細胞を形成するための適切なゲノムパッケージングに関連して、ヒストンタンパク質結合からプロタミンタンパク質結合への移行があり、この移行はDNA二本鎖切断の生成に関連しています。^[5]

これらの課題がどのように克服されるかはまだ十分に理解されていません。

• スイス発生学（ UL、UB、UFより）cgametogen/spermato05
• 精子形成の画像とビデオ - アリゾナ大学
• yale.edu の概要