Оплождането, неговите етапи и механизми - Биология, iFREEstore
Оплождането е сливането на сперма и яйцеклетка за образуване на диплоидна зигота. Има 4 последователни етапа на оплождане:
1 - взаимно разпознаване и контакт на сперма и яйцеклетка
2 - регулиране на проникването на спермата в яйцето
3- сливане на генетичния материал на спермата и яйцеклетката
4 - активиране на метаболизма на яйцата за влизането му в пътя на развитие.
1. Разграничете дисталния и контактния механизъм на взаимодействие между спермата и яйцето.
Механизмите на хемотаксиса са в основата на дисталните взаимодействия. Миграцията на човешки сперматозоиди към яйцеклетката се управлява от вещества с непротеинова и полипептидна природа. Тези вещества, отделяни от яйцето, се наричат гиномони. Сперматозоидите от своя страна отделят андрогони, които са в състояние да моделират активността на своите двойници. Контактното взаимодействие е видоспецифично и се осигурява от рецепторния апарат на двете гамети. Например, сперматозоидите на морски таралеж съдържат протеина bindin, който гарантира, че сперматозоидите се прикрепят към яйцата само на техния вид.
Трябва да се отбележи, че човешките сперматозоиди не стават активни, докато не преминат през капацитация, т.е. няма да придобие способност за оплождане. Същността на капацитета е необходимостта сперматозоидите да бъдат изложени на екскрецията на женския генитален тракт. Едва след това рецепторите на спермата се активират. Функциите на рецептора се изпълняват от ензима гликозил трансфераза, локализиран в мембраната на спермата.
2. Много сперматозоиди са едновременно прикрепени към мембраната на яйцеклетката. Всички те извършват акрозомна реакция и според законите на конкуренцията се стремят да проникнат в цитоплазмата на яйцеклетката.Зиготата обаче трябва да е диплоидна, за което яйцето може да бъдеоплодени само с един сперматозоид. В тази връзка природата предоставя механизъм за предотвратяване на полиспермия (проникване на няколко сперматозоида в ооплазмата).
Желатиновата мембрана на яйцето на морския таралеж е подобна на зоната пелуцида на бозайниците; рецепторите на биндин могат да се свързват с протеина биндин, разположен върху мембраната на спермата, и съответно да прикрепят сперматозоидите към мембраните на яйцеклетката.
Секрецията на кортикални гранули удебелява вителиновата мембрана на яйцеклетката и разрушава рецепторите за свързване, което прави невъзможно проникването на следващите сперматозоиди в ооплазмата.
3. На следващия етап от оплождането генетичният материал на яйцеклетката и спермата се сливат.
1. Спермата прониква в цитоплазмата на яйцеклетката от 2-ри ред.
2. Обвивката на семенното ядро се разглобява и неговият хроматин претърпява непълна декондензация. От този момент нататък ядрото на спермата се нарича мъжки пронуклеус. В същото време женският пронуклеус завършва второто разделение на мейозата и отделя следващото насочено тяло. След като полярното тяло премине, клетката, съдържаща мъжкия и женския пронуклеус, се нарича синкарион.
3. Цитоплазмата на яйцеклетката засилва декондензацията на хроматина на спермата. Размерът на женския и мъжкия пронуклеус се увеличава и около последния се образува нова обвивка.
4. Мъжкият пронуклеус прави завъртане на 180, така че центриола на спермата да е между мъжкия и женския пронуклеус. Микротубулите, излизащи от центриола, достигат до двата пронуклеуса, след което се придвижват един към друг.
5. По време на движението се извършва репликация на ДНК. При контакт на пронуклеусите техните черупки се разрушават. Хроматинът се кондензира, за да образува видими хромозоми. Формира се вретеното и първата телофазамитозата е завършена от цитокинеза с образуването на два бластомера.
4. За да може оплождането да доведе до развитие на яйцеклетка, трябва да настъпят промени в нейната цитоплазма. Тяхната съвкупност съставлява събитията от крайния етап на оплождането. Процесите на активиране на метаболизма на яйцата се разделят на ранни реакции и късни реакции.
Повишаване на концентрацията на калциеви йони в цитоплазмата;
Повишена консумация на кислород;
2 Активиране на синтеза на ДНК
Укрепване на синтеза на NADP и в резултат на това на липидите.
3 Деблокираща иРНК, присъстваща в цитоплазмата на яйцеклетката;