Gamet

Nagu Sugurakud nimetatakse viljastamiseks võimelisi mees- ja naissugu- või sugurakke.

Nende diploidne (kahekordne) kromosoomikomplekt redutseeriti varasema meioosi (meioosi) kaudu haploidseks (üksikuks) komplektiks, nii et pärast viljastamist luuakse naise ja isase suguraku liit, moodustub kahekordse kromosoomikomplektiga diploidne rakk. Naissoost sugurakud vastavad viljastunud munarakkudele ja isased sugurakud viljastatud seemnerakkudele.

Mis on gamet?

Viljakaid nais- või meessugu- või sugurakke nimetatakse sugurakkudeks. Inimestel, nagu ka kõigil teistel imetajatel, näevad isased ja emased sugurakud välja väga erinevad. Naissoost sugurakud on viljastatavad munarakud ja isased sugurakud on viljastatud seemnerakud.

Vaatamata väga erinevale väljanägemisele ja suurusele on nende ühine tunnus ja omadus nende haploidsed (lihtsad) kromosoomikomplektid. Lihtne kromosoomide komplekt luuakse ürgsete sugurakkude varasema meioosi (meioosi) abil, mis eraldatakse somaatilistest keharakkudest väga varases staadiumis, isegi embrüonaalses faasis. Munade moodustamise võimalus, sealhulgas meioosi esimene osa, algab embrüonaalses faasis ja valmib vahetult pärast sündi. See tähendab, et pärast seksuaalset küpsust on naistel viljastavate sugurakkude pakkumine piiratud, isegi kui umbes 500 ovuliteerivat muna kokku võib tunduda helde.

Meestel toimuvad ürgsete sugurakkude meioosid pärast puberteeti kogu elu jooksul, nii et viljastamiseks vajalikud spermarakud toodetakse ja täiendatakse alati "värskelt". Pärast emaslooma ja isase suguraku, s.o emaslooma isase sperma liitumist loob kahe haploidse kromosoomi komplekti liitumine diploidse raku, tsügooti. See kehastab ürgset rakku, millest geneetiliselt eelprogrammeeritud indiviid luuakse lugematute jaotuste (mitooside) ja raku diferentseerumise kaudu.

Anatoomia ja struktuur

Emane sugurakk, munarakk, on kerakujuline, läbimõõduga 0,12–0,15 millimeetrit. Munarakk on ümbritsetud valgukattega, mis mängib olulist rolli sperma dokkimisel.

Ümbrisekihi ja munaraku rakumembraani vahel on perivitelliini ruum, milles on kolm niinimetatud polaarset keha, millest igaühes on haploidne kromosoomide komplekt. Polaarkehad tekivad esimese ja teise meioosi ajal, keha pole seda enam vaja ja seetõttu lagunevad need hiljem uuesti. Nad mängivad rolli in vitro viljastamises, kuna nende kromosoomikomplekti saab enne võimaliku geneetilise kahjustuse uurimist enne identse kromosoomikomplekti sisaldava munaraku siirdamist. Munaraku tsütoplasmas on organellid (näiteks mitokondrid) ja lüsosoomid, mis sisaldavad viljastumisjärgseid toitaineid.

Rakutuum, mis asub ka munas, sisaldab täielikku haploidsete kromosoomide komplekti. Isane sugurakud, mida tuntakse ka kui spermatosoidid või seemnefilament, on munarakust palju väiksemad ning koosnevad tuumaga peast ja ka haploidsest kromosoomide komplektist ning keskel olevast tükist või kaelast koos kinnitatud mitokondritega ja sellele järgnenud lamelliga, mis tagab sperma enda liikumise. Pea peal on nn akrosoom ehk peakork, mis sisaldab ensüüme munamembraani tungimiseks.

Funktsioon ja ülesanded

Sugurakke kasutatakse niinimetatud seksuaalseks paljunemiseks, mis võimaldab geene rekombineerida populatsioonis, nii et erinevad isendid saaksid areneda samas populatsioonis. Koos võimalike geenimutatsioonidega, mis tekivad spontaanselt rakkude jagunemise ajal või mutageenide tõttu, saab elanikkond või ühiskond kohaneda muutunud keskkonnatingimustega. Kui teatud tunnused on muutunud keskkonnas kasulikud, siis toimub paljude põlvkondade jooksul populatsioonis nn geenivahetus soodsa tunnuse kasuks.

See võimalik kohanemisprotsess on ellujäämiseks nii oluline ja sellel on nii suur eelis, et see kaalub üles võimalike surmavate mutatsioonide miinused. Vastupidiselt sellele on nn aseksuaalne või aseksuaalne paljundamine idanemise või sarnaste protsesside abil. Küsimus on kloonimises, geneetiliselt identsete isendite tootmises, kelle arenguga kaasnevad oluliselt vähem riske kui seksuaalse paljunemise korral, kuid mis ei paku muutuva keskkonnaga kohanemise võimalusi. Kui mehe sperma sulandub emasloomaga, tuleb arvestada ühe eripäraga.

Muna sisenemisel kaotavad sperma kaela ja flagella, mis mõlemad jäävad munaraku membraanist välja ja koos sellega ka meeste mitokondrid. See tähendab, et isa poolt on päritud ainult rakutuumas olev DNA. Sõltumatu mitokondriaalne DNA päritakse eranditult emalt.

Haigused

Haigused, kaebused ja talitlushäired võivad tekkida gametogeneesi ajal, gametogeneesi ajal. Meioosi ajal võib tekkida spontaanne mutatsioon või viga kromosoomide jagunemisel.

Näiteks võivad kromosoomi osad puududa või võib kromosoom kaks korda ilmuda haploidses komplektis, nii et pärast liitmist toimub nn trisoomia. Trisoomia 21, tuntud ka kui Downi sündroom, kus diploidne kromosoomikomplekt sisaldab kolmekordset 21. kromosoomi, on suhteliselt hästi teada. Turneri sündroomi põhjustab X-kromosoomi puudumine kromosoomide diploidses komplektis. Sellistel juhtudel on tegemist gametopaatiaga, suguelundite kahjustusega, mis vastab naissoost munaraku või meessuguraku varasemale kahjustusele.

Reeglina on väära kromosoomi jagunemine meioosi ajal järeltulijatele surmav, eriti raku jaoks, millel puudub kogu kromosoom või ühe kromosoomi osad. See tähendab, et nad pole tavaliselt elujõulised ja uusi inimesi ei saa tekkida.