4. Versuchstag

Question 1

Spermatogenese und Spermiogenese

Answer 1

Die Reifung des Spermiums erfolgt in einem dreistufigen, kontinuierlichen Prozess während der Spermatogenese:

1. Mitotische Teilung der Spermatogonien (primäre Spermatocyten)
2. Meiotische Teilung (Spermatiden)
3. morphogenetischer Umbau zum Spermium (Spermiogenese)

Question 2

Welche Chromosomensätze haben Spermatogonie (=Uramenzelle), Spermatozyte I und II und Spermatide, wenn die Stammzelle 2n/4c ist?

Answer 2

• Spermotogonien: 2n/4c Mitose
• Spermatozyte 1: 2n/4c Mitose
• Spermatozyte 2: n/2c Meiose 1
• Spermatide: 1n/1c Meiose 2

Question 3

Was unterscheidet die Meiose von der Mitose?

Answer 3

Mitose:
- Vermehrung von Köperzellen
- erbgleiche Teilung: jede Tochterzelle hat gleiche genetische Informationen wie Mutterzelle
- es entstehen 2 Zellen mit diploidem (2n) Chromosomensatz
Meiose:
- Bildung von Geschlechtszellen
- erbungleihe Teilung: es entstehen 4 genetisch verschiedene Zellen
- es entstehen 4 Zellen mit haploidem (n) Chromosomensatz

Question 4

In welche Unterphasen wird die Prophase der Meiose unterteilt?

Answer 4

• Leptotän
• Zygotän
• Pachytän
• Diplotän
• Diakinese

Question 5

Welche Organellen besitzt das fertige Spermium noch, welche Funktion haben Sie im Spermium?

Answer 5

• Kopf: >Akrosom > Zellkern > Zentriolpaar
• Hals
• Mittelstück: >Mitochondrium (spiralig)
• Schwanzfaden
• Plasmamembran

Question 6

Wie verläuft die Samenreifung beim Menschen und wie erfolgt die hormonelle Steuerung?

Answer 6

Hypothalamus schüttet GnRH (Gonadotropin releasing hormone) aus bei geringer Testosteronkonzentration im Blut.
In der Adenohypophyse wird durch die geringe Testo-Konzentration und das vorhanden sein von Inhibin LH in den Hoden ausgeschüttet. ist das Verhältnis umgekehrt wird FSH in den Hoden ausgeschüttet.
Dort werden entweder Leydig-Zellen gebildet, die Testosteron bilden, welches in Fortpflanzungstrakt und andere Organe geht oder Sertoli-Zellen, die auch aus Leydig-Zellen entstehen können, welche zur Spermatogenese führen und Inhibin produzieren.

Question 7

Befruchtung beim Seeigel

Answer 7

Seeigel:
1. Anlocken des Spermiums / Kontaktaufnahme
2. Akrosomenreaktion
3. Wachstum des Akrosomenfortsatzes
4. Artspez. Bindinerkennung
5. Fusion der Plasmamembranen
von Spermium und Eizelle
6. Zentriolen und Zellkern wandern in Eizelle
7. Befruchtungsblock/Kortikalreaktion

Question 8

Wie wird Polyspermie verhindert?

Answer 8

Schneller Block:
schnelle Depolarisation der Plasmamembran
des befruchten Eis. Ladungsumkehr von - zu +

Permanenter Block:

• Nach Eintritt des Spermiums erfolgt eine intrazelluläre Ca2+-Ausschüttung aus dem ER
• Beginnend mit der Spermiumeintrittsstelle erhöht sich die Ca2+-Konzentration blitzartig
• entlang der gesamten Plasmamembran (positive Rückkopplungsschleife).
• In Gegenwart von Ca2+ fusionieren Cortikalgranula mit der Plasmamembran und
• Entlassen Hyalin (quellfähiges Proteoglykan)und proteolytische Enzyme.

Question 9

Was geschieht bei der Aktivierung der Eizelle?

Answer 9

Diacylglycerol (DAG) und Ca2+
aktivieren Na+/H+-Pumpe
=> Ausstrom von H+
=> Ooplasma wird alkalischer
=> Induktion der Translation,
DNA-Synthese + Zellteilung

Question 10

Befruchtung beim Menschen

Answer 10

• Innere Befruchtung
• Kapazitation der Spermien
• artspezifische Interaktion von
ZP-Rezeptor/Spermien-Ligand,
ZP3 = artspezifischer Spermienrezeptor
-> Aktiviert Akrosomreaktion
• Nicht Bindin sondern anderer bisher nicht identifizierter Ligand
initiiert Gametenfusion
• Befruchtungshügel
• Verhinderung von Polyspermie:
– Depolarisation
– ZP2 wird nach Befruchtung
Gespalten -> Bindung nicht mehr
möglich

Question 11

Aufbau eines Follikel

Answer 11

Apikalzellen
Spgo = Spermatogonien
Spcy = Spermatocyten
Spd = Spermatiden
Spz = Spermatozoen
Rf = Reifeteilung

Question 12

Leptotän

Answer 12

Im Leptotän beginnen die Chromosomen sehr langsam zu kondensieren. Sie sind bis zum Ende der Prophase I an den Ärmchen-Enden, den
so genannten Telomeren, an der inneren Zellkernmembran befestigt.

Question 13

Zygotän

Answer 13

Das Zygotän ist durch die Paarung der homologen Chromosomen gekennzeichnet. Hier liegt nun ein klar sichtbares Chromatin vor. Die
Chromosomenpaarung, auch Synapsis, verläuft reißverschlussartig, wobei sich zwischen beiden Chromosomensträngen ein so genannter
synaptonemaler Komplex bildet, der beide Stränge zusammenhält.

Question 14

Pachytän

Answer 14

Im Pachytän kommt es zu einer weiteren Kondensation der gepaarten Chromosomen. In dieser Phase findet im häufigsten Fall der
chiasmatischen Meiose das Crossing-over statt, wodurch der Austausch homologer Chromatiden-Abschnitte zwischen den gepaarten
Chromosomen eingeleitet wird.

Question 15

Diplotän

Answer 15

Im Diplotän werden die homologen Chromosomen voneinander getrennt, wobei die rekombinierten Stellen über so genannte Chiasmata
noch miteinander verbunden bleiben. Bei einigen Organismen findet währenddessen noch Transkription statt. Jene Bereiche werden als
Schleifen symmetrisch ausgelagert, weswegen man diese Chromosomen nach ihrem Aussehen als Lampenbürstenchromosomen
bezeichnet. Die menschliche Oozyte verweilt hier in einer besonderen Phase, dem Diktyotän. Dieses Stadium kann bis zu ca. 50 Jahre
andauern, da die Eizellen schon bei Geburt ausgebildet sind, sich aber erst kurz vor dem jeweiligen Eisprung weiter differenzieren.

Question 16

Diakinese

Answer 16

Mit der Diakinese endet die RNA-Synthese und die volle Kondensation beginnt. Zudem löst sich nun die Zellkernhülle auf.