정자형성

고환은 정세관이라고 알려진 수많은 가늘고 꼬인 관으로 이루어져 있으며 정세포는 이 세관들의 내벽에서 생성된다. 정세관의 내벽에는 세르톨리 세포라고 하는 세포들이 많이 산재해 있는데, 이들은 영양물질과 혈액산물을 제공해 어린 정세포에 영양분을 공급하는 기능을 담당한다. 어린 정세포가 자라면 세르톨리 세포는 이들을 정세관의 바깥 표면에서 세관의 중앙 통로로 보낸다.

고환에서는 계속 정자가 생성되지만 정세관의 모든 부위에서 동시에 정자가 형성되는 것은 아니다. 어린 정세포가 완전히 성숙하기까지는 74일이 걸리며 이 기간의 중간에 간헐적인 휴지기가 있다.

성숙되지 않은 세포인 정원세포(精原細胞)는 모두 정세관의 외벽에 있는 간세포(stem cell)에서 생성된다. 간세포는 거의 전부가 핵물질(세포의 핵은 염색체를 포함하고 있는 부분임)로 이루어져 있으며 세포 복제 과정인 유사분열을 통해서 증식한다. 이 초기 단계에서 생산된 새로운 세포의 절반 정도는 정자로 자라고 나머지는 간세포로 남아서 계속 생식세포를 생산한다.

성숙한 정자로 자라게 될 정원세포를 1차정모세포라고 하는데, 이들은 정세관의 외부에서 중앙부분으로 옮겨져 세르톨리 세포 주변에 부착된다. 1차정모세포는 점차 세포질의 양이 증가하고 세포질 내의 미세조직들도 형성된다. 제일 처음의 휴지기 이후 1차정모세포는 2차정모세포로 분열되며 이때 핵물질도 함께 분열된다. 따라서 1차정모세포의 핵에는 46개의 염색체가 있으나 2차정모세포에는 난자와 마찬가지로 23개의 염색체만 있다. 난자와 정자가 결합하면 염색체들도 결합하여 양쪽의 특징이 혼합된 새로운 유기체가 성장하기 시작한다(→ 감수분열).

2차정모세포도 난자와 수정되기 전에 계속 성숙하게 되며 이 과정을 거치면서 모양이 변해 정자세포가 된다. 핵물질은 더욱 응축되고 난원형이 되어 정자의 머리부분을 이루게 된다. 머리부분은 첨체라고 하는 캡(cap)이 부분적으로 덮고 있는데, 이 첨체는 정자가 난자를 뚫고 들어가는 데 매우 중요한 역할을 한다.

머리 반대쪽에는 꼬리가 있으며, 이것은 2차정모세포의 세포질 부분이 변형되어 성장한다. 성숙한 정자의 꼬리는 길고 가는 섬유다발로 이루어졌고 운동력을 지니고 있어 정자가 움직일 수 있게 한다. 일단 정자가 성숙되면 긴 정세관을 통해 부고환(부정소)으로 운반되어 신체 외부로 방출(사정)될 때까지 그곳에 저장된다.