Sugurakud on viljastatavad isased ja emased sugurakud või sugurakud. Nende diploidne (kahekordne) komplekt kromosoomid on redutseeritud priori poolt määratud haploidseks (üksikuks) meioos (küpsemisjaotus), mille tulemuseks on diploidne rakk, millel on pärast viljastamist kahekordne kromosoomikomplekt, emase ja isase suguraku ühinemine. Emane sugurakk vastab viljastumisvõimelisele munarakule ja isasugurakk sperma võimeline viljastama.
Mis on sugurakk?
Viljastatavaid emaseid või isaseid sugurakke või sugurakke nimetatakse sugurakkudeks. Inimestel, nagu kõigil teistel imetajatel, näevad isased ja emased sugurakud välja väga erinevad. Naissoost sugurakk on viljastumisvõimeline muna ja isasugurakk sperma võimeline viljastama. Vaatamata väga erinevale välimusele ja suurusele on nende ühiseks tunnuseks ja tunnuseks haploidne (üksik) komplekt kromosoomid. Lihtsa kromosoomikomplekti moodustab eelmine meioos ürgse sugurakkude (küpsemisjaotus), mis eralduvad somaatilistest keharakkudest väga varajases staadiumis, veel embrüonaalses faasis. Munarakkude moodustumise protsess, sealhulgas meioosalgab embrüonaalses faasis ja lõpeb varsti pärast sündi. See tähendab, et pärast suguküpsuse saabumist on naistel vaid piiratud viljastumisvõimeliste sugurakkude varu, kuigi kogu munad võimeline ovulatsioon võib tunduda helde. Isasel toimub ürgse sugurakkude meioos kogu tema elu pärast puberteeti, nii et sperma viljastumisvõimelisi toodetakse ja tarnitakse korduvalt “värskena”. Pärast emase ja isase sugurakkude, st emaslooma muna ja isase spermaga liitumist moodustub kahe haploidse kromosoomikomplekti liitumisel diploidne rakk, sigoot. See kehastab ürgrakku, millest geneetiliselt ette programmeeritud indiviid väljub lugematute jagunemiste (mitooside) ja rakkude diferentseerumiste kaudu.
Anatoomia ja struktuur
Naiste sugurakul, munarakul, on sfääriline kuju läbimõõduga 0.12 kuni 0.15 millimeetrit. Munarakku ümbritseb valguline ümbriskiht, mis mängib olulist rolli sperma dokkimisel. Ümbrikukihi ja rakumembraan munaraku on perivitelliiniruum, mis sisaldab kolme nn polaarkeha, millest igaühel on haploidne kromosoomid. Polaarkehad moodustuvad esimese ja teise meioosi ajal, organismile pole neid enam vaja ja seetõttu lagunevad nad hiljem. Neil on roll in vitro viljastamine kuna nende identse kromosoomikomplekti sisaldava munaraku implanteerimist saab nende võimalike pärilike kahjustuste suhtes uurida. Muna tsütoplasmas on organelle (nt mitokondrid) ja lüsosoomid, mis sisaldavad toitaineid pärast viljastamist. Tuum, mis asub ka munas, sisaldab täielikku haploidset kromosoomikomplekti. Isane sugurakk, mida nimetatakse ka spermaks või spermifilamentiks, on munast palju väiksem ja koosneb a juhataja tuuma ja ka haploidse kromosoomikomplektiga ning keskmise tüki või kael koos kinnitatud mitokondrid ja sellele järgnev lipuke, mis näeb ette sperma iseliikumist. On juhataja on nn akrosoom, peakate, mis sisaldab ensüümide munarakku tungimiseks.
Funktsioon ja ülesanded
Sugurakud teenivad seda, mida nimetatakse seksuaalseks paljunemiseks, võimaldades geenide rekombinatsiooni populatsioonis, nii et erinevad isikud saavad samas populatsioonis areneda. Koos võimalikuga geen mutatsioonid, mis tekivad spontaanselt rakkude jagunemisel või mutageenide toimel, saab populatsioon või ühiskond kohaneda muutuvate keskkonnatingimustega. Kui teatud tunnused on muutunud keskkonnas soodsad, on nn geen Rahvastikusisene nihe soodsa omaduse kasuks toimub paljude põlvkondade jooksul. See võimalik kohanemisprotsess on ellujäämiseks nii oluline ja nii suure eelisega, et kaalub üles surmavate mutatsioonide puudused, mis võivad samuti esineda. Vastupidiselt sellele on nn mittesuguline või mittesuguline paljunemine võrsumise või muude sarnaste protsesside abil. See on kloonimine, geneetiliselt identsete isendite tootmine, mille arenguga kaasneb oluliselt vähem riske kui seksuaalsel paljunemisel, kuid mis ei paku võimalusi kohanemiseks muutuv keskkond. Isase sperma liitumisel emase munarakuga tuleb arvestada eripäraga. Muna tungimisel kaotab sperma kael ja flagellum, mis mõlemad jäävad munamembraanist välja, ja seega ka isane mitokondrid. See tähendab, et isapoolsest küljest pärandub ainult tuumas paiknev DNA. Sõltumatu mitokondriaalne DNA on päritud ainult ema poolelt.
Haigused
Haigused, vaevused ja talitlushäired võivad tekkida sugurakkude moodustumisel, gametogeneesi ajal. Küpsemise jagunemisel võib esineda spontaanne mutatsioon või kromosoomide jagunemisel võib tekkida viga. Näiteks võivad haploidses komplektis puududa kromosoomi osad või kromosoom dubleerida, mille tulemuseks on pärast liitmist nn trisoomia. Suhteliselt tuntud on trisoomia 21, mida nimetatakse ka Downi sündroom, milles diploidne kromosoomikomplekt sisaldab kolmekordset kromosoomi 21. Turneri sündroom on põhjustatud X-kromosoomi puudumisest diploidses kromosoomikomplektis. Sellistel juhtudel on tegemist gametopaatiaga, iduliini kahjustusega, mis vastab emase munaraku või isase sperma eelkahjustusele. Reeglina on meioosi ajal defektsed kromosoomide jaotused järgnevatele rakkudele surmavad, eriti raku jaoks, millel puudub terve kromosoom või selle osa. See tähendab, et tavaliselt ei suuda nad ellu jääda ja uut inimest ei saa tekkida.
