정자라고도하는 정자, 복수 정자, 남성 생식 세포로 대부분의 동물에서 생성됩니다. 선충 벌레, 십각 (예 : 가재), 복족류 (예 : 노래기) 및 진드기를 제외하고 정자는 편모가 있습니다. 즉, 그들은 채찍 같은 꼬리를 가지고 있습니다. 고등 척추 동물, 특히 포유류에서는 고환에서 정자가 생성됩니다. 정자는 암컷의 난자와 결합 (수정)하여 새로운 자손을 만듭니다. 성숙한 정자는 머리와 꼬리의 두 부분으로 구분됩니다.
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정자의 머리는 동물 종마다 모양이 다릅니다. 사람의 경우 납작하고 아몬드 모양으로 길이가 4 ~ 5 마이크로 미터이고 너비가 2 ~ 3 마이크로 미터 (인치당 약 25,000 마이크로 미터)입니다. 머리 부분은 주로 세포핵입니다. 그것은 염색체라고 불리는 유전 물질로 구성되며 눈, 머리카락 및 피부의 색과 같은 개인의 특정 특성을 전달하는 역할을합니다. 건강한 인간의 각 체세포에는 46 개의 염색체가 있으며 개인의 일반적인 신체 구성을 담당합니다. 정자 세포의 염색체는 23 개로 일반적인 수의 절반입니다. 정자 세포가 23 개의 염색체를 가지고있는 난자와 결합하면 그 결과 46 개의 염색체가 자손의 특성을 결정합니다. 정자 세포는 또한 미래 아이의 성별을 결정하는 X 또는 Y 염색체를 가지고 있습니다.
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정자의 머리를 덮는 캡은 정자가 난자로 들어가는 데 도움이되는 효소를 포함하는 첨체로 알려진 캡입니다. 평균 사정에 300,000,000 ~ 400,000,000 개의 정자가 포함되어 있지만 하나의 정자 만이 각 난자를 수정합니다. 생산 된 각 난자와 정자는 염색체에 전달되는 유전 정보가 약간 씩 다릅니다. 이것은 같은 부모의 아이들 사이의 차이점과 유사점을 설명합니다.
정자의 작은 중간 부분에는 미토콘드리아가 포함되어 있습니다. 때때로 편모라고도하는 정자의 꼬리는 머리와 중간 부분에 연결되는 가늘고 털이 같은 필라멘트 다발입니다. 꼬리는 약 50 마이크로 미터 길이입니다. 미토콘드리아 근처에서 1 마이크로 미터의 두께는 꼬리 끝에서 0.5 마이크로 미터 미만으로 점차 감소합니다. 꼬리는 정자 세포의 움직임을 제공합니다. 세포가 알로 이동할 수 있도록 채찍질하고 물결 치게됩니다. 여성 생식 관에 정자가 축적 된 후, 정자가 난자에서 비교적 짧은 거리 내로 운반 될 때까지 꼬리 움직임의 활성화가 억제됩니다. 이렇게하면 정자가 에너지 공급을 고갈시키기 전에 난자에 도달 할 확률이 높아집니다.
꼬리 움직임의 활성화는 정자가 수정에 참여할 수 있도록 일련의 세포 변화를 겪는 용량 화 과정의 일부입니다. 용량 화 과정에서 발생하는 근본적인 변화는 정자 세포질의 알칼리화로, 특히 편모에서 세포 내 pH 수준이 증가합니다. 편모의 이온 채널을 통해 세포 밖으로 양성자가 빠르게 이동함에 의해 구동되는이 과정은 꼬리 활성화의 기초가됩니다. 정자 편모의 양성자 채널은 난자 근처에서 고농도로 발생하는 것으로 생각되는 아난다 마이드 (anandamide)로 알려진 물질의 여성 생식 기관에 존재함으로써 열리도록 준비되어 있습니다. 난자에 도달하면 정자 첨체 내에 포함 된 효소가 활성화되어 정자가 난자를 둘러싼 두꺼운 피막 (조나 펠 루시다)을 횡단 할 수 있습니다. 이 과정을 첨체 반응이라고합니다. 정자 세포의 막은 난자의 막과 융합되고 정자 핵은 난자로 전달됩니다.
정자는 난자에 도달하지 않은 암컷의 생식 기관에 침착됩니다. 정자 세포는 교미 후 2 ~ 3 일 동안 인체에 살 수 있습니다. 정자는 또한 몇 달 또는 몇 년 동안 냉동 상태로 저장 될 수 있으며 해동시 난자를 수정하는 능력을 유지합니다.
동물의 유성 생식의 광범위한 본질은 정자의 진화 적 기원에 관한 흥미로운 질문을 제기했습니다. 벌레에서 곤충, 인간에 이르기까지 거의 모든 살아있는 동물은 정자 생산에서만 기능하는 Boule (BOULE)이라는 유전자를 가지고 있습니다. 말미잘 (매우 원시적 인 생명체)에이 유전자가 존재하는 것은 정자를 생산하는 능력이 약 6 억년 전에 단 한 번만 진화했음을 시사합니다. 유전자의 기능은 동물들 사이에서 매우 보존되어 있지만 각 종마다 다른 형태를 나타 내기 위해 분화했습니다.
마우스에서 수행 된 연구에 따르면 정자 성숙의 마지막 단계는 A에 의해 조절되는 것으로 보입니다. Katnal1로 알려진 유전자는 정 세관 (정자 형성 부위)의 벽 내 미성숙 정자를지지하고 영양을 공급하는 Sertoli 세포에 의해 발현됩니다. Katnal1의 기능 장애는 남성 불임의 일부 사례의 기초가되는 것으로 의심되며, 따라서이 유전자는 남성 불임 치료제 개발과 새로운 형태의 남성 피임의 잠재적 표적이됩니다.