Spermatogenes är processen att göra spermieceller, eller utveckla omogna könsceller som kallas spermatogonia till mogna spermier som kallas spermatozoer. En spermiecell är den manliga reproduktionscellen som befruktar det kvinnliga ägget i sexuell fortplantning. En mans förmåga att fortplanta sig beror på en hög kvalitet och kvantitet av spermier; därför sker spermatogenes kontinuerligt från puberteten tills döden. De stadier som ingår i denna process är spermatocytogenes, spermatidogenes och spermiogenes.
Spermatogenes börjar i seminiferous tubuli, som, beroende på deras typ, ser ut som små, raka eller vridna nudlar i testiklarna. Insidan av seminiferous tubuli är fodrad med Sertoli-celler och spermatogonia. Sertoli-cellerna kallas ofta ”sköterskeceller” eftersom de hjälper till med utvecklingen av spermier genom att äta upp avfallsmaterialen från spermatogenesen och styra cellerna genom kanalerna i tubuli.
Under spermatocytogenes delar sig spermatogonien genom mitos för att bilda två diploida celler som kallas primära spermatocyter. Mitos är en typ av celldelning där en föräldercell växer och sedan delar sig på mitten för att bilda två identiska dotterceller. De primära spermatocyterna, som har dubbelt så mycket genetiskt material som en normal cell, måste då genomgå meios I.
Vid denna typ av delning delar sig föräldracellen för att bilda två diploida dotterceller, som har hälften av kromosomerna, eller genetiskt material, som modercellen. De resulterande sekundära spermatocyterna, som har den normala mängden kromosomer, måste sedan gå igenom meios II för att bilda spermatider. Denna korta del av spermatogenesen kallas spermatidogenes.
Spermatider har bara hälften av den totala mängden kromosomer. Detta beror på att när spermierna förenas med ägget, som också bara innehåller hälften av de nödvändiga kromosomerna, bildar de en hel uppsättning kromosomer gjorda av både manliga och kvinnliga gener. Den slumpmässiga halveringen och parningen av kromosomer ökar genetisk variabilitet, en viktig komponent i evolutionen.
Under spermiogenesen, den sista fasen av spermatogenesen, växer spermiecellen en svans och når full mognad. I det första steget av denna process, Golgi-fasen, packas spermatidens genetiska material tätt ihop för att bilda en kärna och spermatiden genomgår en strukturell förändring. Medan den tidigare var cirkulär, börjar mittsektionen att bukta ut och cellen sträcker sig i ena änden för att bilda en Golgi-apparat, som skapar kemikalier som kallas enzymer. Därefter omsluter Golgi-apparaten kärnan för att bilda ett akrosomalt lock under lockfasen. Enzymerna som frigörs av den akrosomala hatten bryter ner väggen på honägget under befruktningen, vilket gör att kärnan av spermierna kan komma in i ägget och förenas med äggets kärna.
I den följande akrosomala fasen växer spermierna en svans som hjälper den att röra sig. Spermicellen roterar sig själv runt i seminiferous tubulis vägg så att dess svans är vänd mot lumen, eller det inre utrymmet, av röret. Med hjälp av ett hormon som kallas testosteron förbrukar Sertoli-cellerna överskottet av cellmaterial i mognadsfasen. I en annan process som kallas spermiering släpps de mogna spermiecellerna ut i lumen och drivs in i bitestikeln, ett litet lindat rör som ligger mellan baksidan av testikeln och sädesledaren. Här blir spermierna rörliga, eller kapabla att röra sig på egen hand, och redo att ejakuleras in i honan under sex.