Spermatogenesis(정자형성)

Spermatogenesis (정자형성)

Spermatogenesis(정자형성, 精子形成)이란?

Spermatogenesis(정자형성)은 다세포동물(두 개 이상의 세포로 개체를 이룬 동물)의 정원세포(spermatogonium, 精原細胞 / 동물의 정소에 있는 생식세포의 한 종류로 유사분열을 통해 증식한 후에 성장과 성숙을 통해 정모세포가 됨)가 감수분열(meiosis, 減數分裂, 생식세포에서 일어나는 세포분열 방법/한 개의 母세포에서 4개의 딸세포 형성)을 하여 정자(sperm, 精子)를 만드는 과정을 말합니다. 정자는 정소(testis, 精巢) 속의 세정관(seminiferous tubule, 細精管)에서 만들어 지며 Spermatogenesis는 크게 정자가 생성되는 과정과 정자가 완성 되는 과정으로 나눌 수 있습니다. 세정관의 세포막 외부(outer membrane)에는 레이디 세포(Leydig cell)가 존재하며 이 세포에서 남성 호르몬인 테스토스테론(testosterone)을 분비하여 줄기세포(stem cell)인 정원세포를 분화시키는 역할을 합니다. 분화된 정원세포는 제1정모세포(diploid primary spermatocyte)를 만들게 됩니다. 제1정모 세포는 4개의 정세포(精細胞, spermatid)로 분화하며 정세포는 다시 세르톨리세포(Sertoli cell)에 의해 정자로 분화됩니다. 

여기서 셀르톨리세포는 정세포가 정자로 분화하는 과정에서 영양을 공급하는 것은 물론 정세포의 세포질(cytoplasm)을 식세포작용(phagocytosis, 食細胞作用)을 하기도 합니다. 형성된 정자 세포는 세정관을 통해 부고환(epididymis, 副睾丸)으로 보내지며 여기서 정자의 성숙(mature sperm) 단계를 거쳐 성숙한 정자로 완성이 됩니다. 성숙이 완료된 정자의 머리 부분에는 유전 정보가 보관된 핵(nucleus, 核)이 있으며 핵 속에는 반수염색체(haploid number of chrom- osome, 半數染色體數 / 감수분열을 통해 만들어진 절반의 염색체)가 보관 되어 있습니다. 또 정자 머리의 맨 앞에는 첨체(acrosome)라는 부분이 있는데 여기에는 정자의 반수염색체가 난자(egg cell)로 진입하기 위해 난자의 막을 녹이기 위한 여러 효소가 보관 되어 있습니다. 정자가 난자와 결합하고 첨체에서 효소를 분비하여 난자 내로 유전물질을 통과시키는 일련의 과정을 첨체 반응(acrosome reaction)이라고 합니다. 정자의 중간 부분에는 미트콘드리아(mitochondria)가 있으며 미트콘드리아는 ATP(adenosine triphosphate)라는 에너지를 생성하여 정자의 꼬리 부분이 운동할 수 있도록 만들어 줍니다. 마지막으로 정자의 꼬리 부분은 편모(Flagellum, 鞭毛)로 되어 있어 정자가 직진 운동을 할 수 있도록 합니다.