2) гаплоидный (+)
3) тетраплоидный
4) триплоидный
Зрелый сперматозоид имеет гаплоидный хромосомный набор: у человека он включает 23 хромосомы — 22 аутосомы и одну половую хромосому X или Y. Гаплоидность обозначается как n; содержание ДНК в зрелом сперматозоиде соответствует 1C. Поэтому сперматозоиды несут генетически различающийся половой хромосомный материал и участвуют в определении пола будущего эмбриона.
Гаплоидный набор формируется в ходе мейоза — специализированного двухступенчатого деления клеток сперматогенного ряда. В первом мейотическом делении расходятся гомологичные хромосомы, а во втором — сестринские хроматиды, в результате чего из первичного сперматоцита образуются гаплоидные сперматиды. Последующая спермиогенезная дифференцировка превращает сперматиды в зрелые сперматозоиды, не изменяя их плоидность.
Диплоидный набор характерен для соматических клеток и предшественников гамет, а восстановление диплоидности происходит только после слияния сперматозоида с яйцеклеткой при оплодотворении. Триплоидный и тетраплоидный наборы являются патологическими вариантами полиплоидии и не соответствуют нормальной структуре мужской гаметы. Нарушения мейоза могут приводить к анеуплоидии сперматозоидов, то есть наличию лишней или недостающей хромосомы.
| Клетка или стадия | Хромосомный набор | Содержание ДНК | Биологическое значение |
|---|---|---|---|
| Сперматогоний до репликации ДНК | 2n | 2C | Диплоидная исходная клетка сперматогенеза |
| Первичный сперматоцит после репликации | 2n | 4C | Подготовка к первому делению мейоза; каждая хромосома состоит из двух хроматид |
| Вторичный сперматоцит | 1n | 2C | Результат расхождения гомологичных хромосом после мейоза I |
| Сперматида | 1n | 1C | Продукт мейоза II; содержит одинарный набор хромосом |
| Зрелый сперматозоид | 1n = 23 | 1C | Гаплоидная мужская гамета с хромосомой X или Y |
| Зрелая яйцеклетка | 1n = 23 | 1C | Гаплоидная женская гамета, обычно несущая хромосому X |
| Зигота после оплодотворения | 2n = 46 | 2C | Восстановление диплоидного набора за счёт слияния мужского и женского пронуклеусов |
Таким образом, нормальная плоидность зрелого сперматозоида — гаплоидная. Мейоз обеспечивает уменьшение числа хромосом вдвое и генетическую рекомбинацию. При оплодотворении два гаплоидных набора объединяются, формируя диплоидный геном зиготы. Отклонения от гаплоидии у сперматозоидов рассматриваются как нарушения сперматогенеза и могут быть связаны с репродуктивными потерями или хромосомными аномалиями эмбриона.