生精细胞的凋亡及特征

一个世纪以前,人们就认识到在精子发生过程中存在着生精细胞的退化变性(degeneration)。后来的研究结果表明,生精过程中实际产生的精子数量比理论上预测的精子数量减少了约25%~75%,其主要原因是生精细胞的退化变性,Billig和Bartk研究证实这种退变就是凋亡。

生精细胞在精子发生过程中,其核染色质发生了明显的改变,组蛋白(histone)被精核蛋白(protamine)所代替。正常的精子细胞染色质高度浓缩,对热、酸等变性剂抵抗力增强,DNA链断裂的可能性减小。而携带异常染色质的生殖细胞,在精子异常发生过程中,由于组蛋白(尤其是H1组蛋白)的降解,使DNA的稳定性下降,容易被核酸内切酶降解,对热、酸等变性剂高度敏感。这种细胞虽然有完整的细胞膜、线粒体膜,甚至具有运动能力,但却丧失了受精能力。在受到毒物或变性剂的作用后,这种细胞数目增多。

生精细胞凋亡最主要的特征是内源性的Ca2+-Mg2+依赖的核酸内切酶活性增强,在核小体间连接区特异性地剪切DNA,使DNA降解成核小体DNA长度(180~200bp)的整数倍,也即一系列大小相差180~200bp的DNA片段。若将凋亡的生精细胞DNA进行琼脂糖电泳,将显示出规则的DNA阶梯状条带(DNA ladder)。在生精细胞坏死过程中,由于DNA是随机断裂因而呈不规则降解,琼脂糖电泳中呈现弥散带型。DNA阶梯状条带是凋亡的早期特征,先于广泛核固缩以及凋亡小体的出现。

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内容拓展

    细胞凋亡及机制

    引起细胞凋亡的因素很多,主要有两种:一种是机体生长发育的需要,如细胞凋亡与分裂相互协调共同控制胚胎发育、器官分化及退化、造血等[生精细胞的凋亡]

    细胞凋亡与死亡的概念

    基本概念细胞凋亡(apoptosis)是指在一定的生理和病理条件下,生物体为维护内环境的稳定或者是器官与组织构建的需要,通过基因调控使细[生精细胞的凋亡]

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