Запліднення, його стадії та механізми - Біологія, iFREEstore
Заплідненням називається злиття сперматозоїда та яйцеклітини з утворенням диплоїдної зиготи. Виділяють 4 послідовні стадії запліднення:
1 – взаємне впізнавання та контакт спермію та яйцеклітини
2 – регуляція проникнення спермію в яйце
3- злиття генетичного матеріалу спермію та яйця
4 – активація метаболізму яйця щодо його вступу на шлях розвитку.
1.Розрізняють дистальні та контактні механізми взаємодії сперматозоїдів та яйцеклітини.
В основі дистальної взаємодії лежать механізми хемотаксису. Міграція сперматозоїдів людини до яйцеклітини спрямовується речовинами небілкової та поліпептидної природи. Ці речовини, що виділяються яйцеклітиною, називаються гіногомонами. Сперматозоїди у свою чергу виділяють андрогомони, які здатні моделювати активність своїх побратимів. Контактна взаємодія видоспецифічна та забезпечується рецепторним апаратом обох гамет. Наприклад, у сперматозоїдах морського їжака міститься білок байндин, що обмпечує прикріплення сперміїв до яєць клітин тільки свого виду.
Слід зазначити, що спермії людини стають активними, доки пройдуть капацитації, тобто. не набудуть запліднюючої здатності. Суть капацитації полягає в необхідності спермії впливати на виділення жіночих статевих шляхів. Лише після цього рецептори сперміїв стають активними. Функції рецептора виконує фермент глікозил трансферазу, локалізований у мембрані спермію.
2.До оболонки яйцеклітини одночасно прикріплюється безліч сперматозоїдів. Всі вони здійснюють акросомну реакцію і за законами конкуренції прагнуть проникнення цитоплазми яйця Однак зигота має бути диплоїдною для чого яйцеклітина може бутизапліднена лише одним спермієм. У зв'язку з цим природою передбачено механізм запобігання поліспермії (проникнення в ооплазму декількох сперміїв).
Холоденна оболонка яйцеклітини морського їжака аналогічна блискучій оболонці ссавців, рецетори байндину- здатні зв'язуватися з білком байндином, що знаходиться на мембрані сперміїв, і відповідно прикріплювати сперматозоїди до оболонок яйцеклітини.
Секрет кортикальних гранул ущільнює вітелінову оболонку яйця, і руйнує рецептори байндину, що унеможливлює проникнення наступних сперматозоїдів в ооплазму.
3.На наступній стадії запліднення здійснюється злиття генетичного матеріалу яйцеклітини та сперматозоїда.
1.Спермій проникає в цитоплазму ооциту 2 порядку.
2. Оболонка сперматичного ядра демонтується, яке хроматин піддається неповної деконденсації. З цього моменту ядро спермію називають чоловічим пронуклеусом. Одночасно жіночий пронкуклеус завершує друге поділ мейозу і відокремлюється чергове направне тільце. Після відходження полярного тільця клітину, що містить чоловічий та жіночий пронуклеуси, називають синкаріоном.
3. Цитоплазма яйця посилює деконденсацію хроматину спермію. Розмір жіночого та чоловічого пронуклеусів збільшується і навколо останнього утворюється нова оболонка.
4. Чоловічий пронуклеус здійснює поворот на 180 так, що центріоль спермія виявляється між чоловічим і жіночим пронуклеусом. Мікротрубочки, що відходять від центріолі досягають обох пронуклеусів, після чого вони переміщаються назустріч один одному.
5. Під час переміщення відбувається реплікація ДНК. При контакті пронуклеусів їх оболонки руйнуються. Хроматин конденсується з утворенням видимих хромосом. Утворюється веретено поділу та перша телофазаМітоза завершується цитокенезом із заснуванням двох бластомерів.
4.Для того, щоб запліднення призвело до розвитку яйця, мають відбутися зміни у його цитоплазмі. Їхня сукупність і становить події заключної стадії запліднення. Процеси активації метаболізму яйця поділяють на ранні реакції та пізні реакції.
Підвищення концентрації іонів кальцію у цитоплазмі;
Підвищення споживання кисню;
2 Активація синтезу ДНК
Посилення синтезу НАДФ та, як наслідок, ліпідів.
3 Деблокування наявних у цитоплазмі яйцеклітини мРНК;