Гаметите са оплождащи се мъжки и женски гамети или зародишни клетки. Техният диплоиден (двоен) набор от хромозоми е намален до хаплоиден (единичен), определен от преди смекчен израз (разделяне на зреенето), което води до диплоидна клетка с двоен набор от хромозоми след оплождането, съединението на женска и мъжка гамета. Женската гамета съответства на яйцеклетката, способна за оплождане, а мъжката гамета съответства на сперма способен на оплождане.
Какво е гамета?
Оплодимите женски или мъжки гамети или зародишни клетки се наричат гамети. При хората, както и при всички други бозайници, мъжките и женските гамети изглеждат много различни. Женската гамета е яйцеклетката, способна за оплождане, а мъжката гамета е сперма способен на оплождане. Въпреки много различен външен вид и размер, тяхната обща черта и характеристика е техният хаплоиден (единичен) набор от хромозоми. Простият хромозомен набор се формира от предишен смекчен израз (разделяне на зреенето) на първичните зародишни клетки, които са отделени от соматичните телесни клетки в много ранен стадий, все още по време на ембрионалната фаза. Процесът на образуване на яйцеклетки, включително първата част на смекчен израз, започва в ембрионалната фаза и завършва малко след раждането. Това означава, че след настъпване на полова зрялост женските имат само ограничен запас от гамети, способни да оплодят, въпреки че общият запас от около 500 яйца способен на овулация може да изглежда щедро. При мъжете мейозата на първичните зародишни клетки протича през целия му живот след пубертета, така че сперма способни за оплождане многократно се произвеждат и доставят „пресни“. След обединяването на женска и мъжка гамета, т.е. женска яйцеклетка с мъжки сперматозоид, се образува диплоидна клетка, зигота, от съединението на двата хаплоидни хромозомни комплекта. Той олицетворява първичната клетка, от която генетично програмираният индивид излиза чрез безброй деления (митози) и диференциации на клетките.
Анатомия и структура
Женската гамета, яйцеклетката, има сферична форма с диаметър от 0.12 до 0.15 милиметра. Ооцитът е заобиколен от протеинов обвивателен слой, който играе важна роля в скачването на спермата. Между слоя на плика и клетъчната мембрана на ооцита е перивителиновото пространство, което съдържа три така наречени полярни тела, всяко с хаплоиден набор от хромозоми. Полярните тела се образуват по време на първата и втората мейоза, вече не са необходими на тялото и следователно се разграждат по-късно. Те играят роля в ин витро оплождане тъй като техният хромозомен набор може да бъде изследван за евентуално наследствено увреждане преди имплантирането на яйцеклетката, съдържаща идентичния хромозомен набор. Цитоплазмата на яйцето съдържа органели (напр митохондрии) и лизозоми, която съдържа хранителни вещества за времето след оплождането. Ядрото, също разположено в яйцето, съдържа пълен хаплоиден набор от хромозоми. Мъжката гамета, наричана още сперма или сперматозоидна нишка, е много по-малка от яйцеклетката и се състои от глава с ядро, а също и хаплоиден набор от хромозоми и средно парче или шия с приложен митохондрии и последващия бич, който осигурява самодвижение на спермата. На глава е така наречената акрозома, капачката на главата, която съдържа ензими за проникване в мембраната на яйцето.
Функция и задачи
Гаметите обслужват това, което е известно като сексуално размножаване, позволявайки рекомбинация на гени в една популация, така че различни индивиди да могат да се развият в една и съща популация. В комбинация с възможно ген мутации, които възникват спонтанно по време на клетъчното делене или поради мутагени, популация или общество могат да се адаптират към променящите се условия на околната среда. Ако определени черти са изгодни в променена среда, т.нар ген промяна в популацията в полза на изгодната черта се случва в течение на много поколения. Този възможен процес на адаптация е толкова важен за оцеляването и с толкова голямо предимство, че надвишава недостатъците на леталните мутации, които също могат да възникнат. За разлика от това е така нареченото безполово или безполово размножаване чрез покълване или подобни процеси. Това е клониране, производство на генетично идентични индивиди, чието развитие включва значително по-малко рискове от сексуалното размножаване, но не предлага възможности за адаптация към променяща се среда. По време на сливането на мъжкия сперматозоид с женската яйцеклетка трябва да се вземе предвид специална характеристика. При проникване на яйцеклетката сперматозоидите губят шия и бичът, които и двата остават извън мембраната на яйцето, а оттам и мъжкият митохондрии. Това означава, че от бащината страна се наследява само ДНК, намираща се в ядрото. Независимата митохондриална ДНК се унаследява изключително от майчината страна.
Болести
Заболявания, заболявания и дисфункции могат да възникнат по време на образуването на гаметите, по време на гаметогенезата. По време на деленето на съзряването може да възникне спонтанна мутация или грешка по време на хромозомно делене. Например, части от хромозома може да липсват или да се дублира хромозома в хаплоидния набор, което води до така наречената тризомия след сливане. Относително добре известна е тризомия 21, наричана още Синдром на Даун, в който диплоидният хромозомен набор съдържа тройна хромозома 21. Синдром на Търнър се причинява от липсата на X хромозома в диплоидния хромозомен набор. В такива случаи това е гаметопатия, увреждане на зародишната линия, съответстващо на предварително увреждане на женската яйцеклетка или мъжката сперма. Като правило дефектните хромозомни деления по време на мейозата са летални за следващите клетки, особено за клетката, на която липсва цяла хромозома или части от хромозома. Тоест те обикновено не са в състояние да оцелеят и не може да възникне нов индивид.
