Презентация на тему "Оплодотворение"

Оплодотворение

Оплодотворение

слияние сперматозоида с яйцеклеткой, завершающееся объединением их ядер в единое ядро оплодотворенного яйца (зиготу)

Функции:

• передача генов от родителей потомкам;
• инициация в цитоплазме яйца тех реакций, которые позволяют продолжать развитие и создание нового организма.

Роль сперматозоида:

• активации яйца, побуждения его к началу развития

( данная функция не специфична, в качестве активирующего фактора сперматозоид может быть заменен рядом физических или механических агентов, например при партеногенезе )

• внесения в яйцеклетку генетического материала отца.

Классификация процесса оплодотворения

по месту проникновения сперматозоида в яйцеклетку:

• наружное (оплодотворение происходит во внешней среде);

• внутреннее (оплодотворение происходит в половых путях самки).

по количеству сперматозоидов участвующих в оплодотворении :

• моноспермное (один сперматозоид);

• полиспермное (два и более сперматозоидов).

Конкретные особенности оплодотворения очень сильно варьируют у различных видов

Во взаимодействии половых клеток (гамет) выделяют четыре стадии:

• дистантные взаимодействия;

• контактные взаимодействия;

• проникновение сперматозоида в яйцеклетку;

• слияние генетического материала.

Дистантные взаимодействия

В ходе эволюции выработалось два механизма:

• видоспецифичное привлечение спермиев
• видоспецифичная активация спермиев

Гиногамон I – активирует движение сперматозоидов, повышая вероятность их встречи с яйцом.

Гиногамон II – вызывает связывание сперматозоидов при взаимодействии с комплементарным ему андрогомоном II , встроенным в поверхностную оболочку спермия.

Андрогомон I подавляет подвижность спермия. Андрогомон II разжижает студенистое вещество и растворяет оболочку яйца

Контактные взаимодействия

• Акросомная реакция
• Узнавание спермия и яйца

Контактные взаимодействия гамет у млекопитающих

Особенности:

• внутреннее оплодотворение
• половые пути самки принимают активное участие в процессе оплодотворения
• спермии млекопитающих сразу после эякуляции не способны к акросомной реакции
• спермии должны какое то время находится в половых путях самки

Капацитация - приобретение спермием оплодотворяющей способности

• изменение структуры клеточной мембраны

(холестерин:фосфолипиды)

• удаление с поверхности спермия особых факторов, которые, оставаясь на поверхности препятствуют оплодотворению.

Проникновение сперматозоида в яйцеклетку

• узнавание спермия желточной (прозрачной) оболочкой яйца

• лизис части этой оболочки в области головки спермия

• слияние плазматических мембран спермия и яйца

Предотвращение полиспермии

• Быстрый блок полиспермии - изменения электрического потенциала плазматической мембраны яйца
• Медленный блок полиспермии - кортикальная реакция - кортикальные гранулы сливаются с плазматической мембраной и выделяют свое содержимое в область между плазматической мембраной и желточной оболочкой

Особенности у млекопитающих

У млекопитающих кортикальная реакция не вызывает образования оболочки оплодотворения, но результат ее оказывается тем же, что и морских ежей:

рецепторы спермиев изменяются и они больше не удерживают сперматозоиды на поверхности яйца .

Этот процесс изменения свойств рецепторов спермиев носит название реакции прозрачной оболочки .

У млекопитающих частота полиспермии бывает минимальной благодаря малому числу спермиев, достигающих места, где происходит оплодотворение.

Слияние генетического материала

Слияние яйца и спермия у морского ежа и мыши (сравнение последовательности процессов). Резакт морского ежа -спермоактивирующий пептид студенистой оболочки ооцита. Белки zona pellucida млекопитающих ZP3 и ZP3, связывающие сперматозоиды и инициация акросомальной реакции

Партеногенез и андрогенез

• Развитие без участия сперматозоида называют партеногенез ом. Естественный партеногенез типичен для летних поколений некоторых ракообразных и коловраток; он обнаружен у пчел, ос, ряда чешуекрылых, а из позвоночных – у некоторых видов ящериц и змей.
• Своеобразной разновидностью партеногенеза является гиногенез – оплодотворение спермой другого (родственного) вида, которая лишь активирует яйцеклетку, но не вносит свой генетический материал в геном зародыша.
• Андрогенез – развитие яйцеклетки с участием только мужского ядра. Известны случаи естественного андрогенеза; андрогенетики встречаются у табака и кукурузы, иногда у тутового шелкопряда.

Ооплазматическая сегрегация

- расслоение различных составных частей ооплазмы

• В ходе этого процесса намечаются основные, хотя и далеко не все, элементы пространственной организации зародыша.
• Этот этап развития называют проморфогенезом : имеется в виду, что в это время как бы расставляются вехи для будущих морфогенетических процессов.
• Ооплазматическая сегрегация протекает у различных видов с неодинаковой степенью подробности и на разных стадиях раннего развития.

Ооплазматическая сегрегация

Оплодотворение осуществляет две разные функции:

• половую (комбинирование генов двух родителей) - включает передачу генов от родителей потомкам
• репродуктивную (создание нового организма) – включает инициацию в цитоплазме яйца тех реакций, которые позволяют продолжать развитие.

Конкретные особенности оплодотворения очень сильно варьируют у различных видов, но происходящие при этом события обычно сводятся к четырем основным процессам:

• дистантные взаимодействия
• контактные взаимодействия,
• проникновение сперматозоида в яйцеклетку
• слияние генетического материала