Spermatogenez, sperm hücreleri yapma veya spermatogona olarak bilinen olgun olmayan sperm hücrelerine spermatozoa adı verilen olgunlaşmamış germ hücrelerini geliştirme sürecidir. Bir sperm hücresi dişi yumurtayı cinsel üremede dölleyen erkek üreme hücresidir. Bir erkeğin üreme yeteneği, yüksek kalitede ve sperm miktarına bağlıdır; bu nedenle spermatogenez, ergenlik döneminden ölümüne kadar sürekli olarak ortaya çıkar. Bu sürece dahil olan aşamalar spermatositogenez, spermatidojenez ve spermiyogenezdir.
Spermatogenez, türlerine bağlı olarak, testislerde küçük, düz veya bükülmüş erişte gibi görünen seminifer tüplerde başlar. Seminifer tübüllerin içi Sertoli hücreleri ve spermatogonia ile kaplanmıştır. Sertoli hücreleri genellikle “hemşire” olarak adlandırılır, çünkü spermatogenezin atık maddelerini yiyerek ve hücreleri tübül kanallarından yönlendirerek sperm gelişimine yardımcı olurlar.
Spermatocytogenesis sırasında, spermatogonia, birincil spermatocytes adı verilen iki diploid hücre oluşturmak için mitoz bölünür. Mitoz, bir ana hücrenin büyüdüğü ve sonra aynı iki hücre hücresi oluşturmak üzere ikiye bölen bir hücre bölünmesi türüdür. Normal bir hücre olarak iki kat genetik madde miktarına sahip olan primer sperm, daha sonra mayozis I geçirmelidir.
Bu bölünme tipinde, ana hücre, ana hücre olarak kromozomların yarısına veya genetik materyale sahip iki diploid kız hücre oluşturmak üzere ayrılır. Normal kromozom miktarına sahip olan sekonder spermlerin, spermatitler oluşturmak için daha sonra meiosis II'den geçmesi gerekir. Spermatogenezin bu kısa kısmına spermatidogenesis denir.
Spermatitler toplam kromozom miktarının sadece yarısına sahiptir. Bunun nedeni, spermin, aynı zamanda gerekli kromozomların sadece yarısını içeren yumurta ile birleşmesi durumunda, hem erkek hem de dişi genlerden yapılan tam bir kromozom seti oluşturmasıdır. Rastgele yarım ve kromozom eşleşmesi evrimde önemli bir bileşen olan genetik değişkenliği arttırır.
Spermiogenez sırasında spermatogenezisin son aşaması olan sperm hücresi bir kuyruk büyür ve tam olgunlaşır. Bu işlemin ilk aşamasında, Golgi evresi, spermatidin genetik materyali bir çekirdek oluşturmak için sıkıca bir araya getirilir ve spermatid yapısal bir değişikliğe uğrar. Eskiden dairesel olmasına rağmen, orta bölüm şişmeye başlar ve hücre bir ucunda enzim denilen kimyasalları oluşturan bir Golgi aygıtı oluşturmak üzere uzanır. Daha sonra, Golgi cihazı kapak fazı boyunca bir akrozomal kapak oluşturmak için çekirdeği sayar. Akrozomal kapak tarafından salınan enzimler döllenme sırasında dişi yumurtanın çeperini parçalayarak spermin çekirdeğinin yumurtaya girmesine ve yumurtanın çekirdeği ile birleşmesine izin verir.
İzleyen akrozomal fazda, sperm hücresi hareket etmesine yardımcı olan bir kuyruk büyür. Sperm hücresi, kendini yarı borulu tübüllerin çeperi etrafında döndürür, böylece kuyruğu tüpün lümenine veya iç boşluğuna bakar. Sertoli hücreleri, testosteron adı verilen bir hormonun yardımıyla olgunlaşma aşamasında fazla hücresel malzemeleri tüketir. Spermiasyon olarak bilinen başka bir işlemde, olgun sperm hücreleri lümen içine salınır ve testisin arkası ile vas deferens arasında bulunan küçük, kıvrılmış bir tüp olan epididime itilir. Burada, sperm hareketli olur veya kendi kendine hareket edebilir ve seks sırasında dişi içine boşalmaya hazır hale gelir.
