В.А. Голиченков, Е.А. Иванов, Е.Н. Никерясова - Эмбриология (DJVU) (1121123), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Таким образом, слияние лгембраны акросомы и мембраны голо: герлипозоида — это кальцийзависимый процесс, по существу, прсдстаплиюший собой адаптированный к оплодотворению процесс экзоцитоза. Поступление попон кальция и натрия а голоику сперматозоида сопровождается выходом иэ нее ионов калия и протонов. Последнее приводит в поаышснию рН в клетке, что и служит необхолнмым условием отделения мономеров актина (О-ангина) от белка и взрывообразного перехода в полимернзованное состояние (иактин).
)Товыасние рН одновременно активирует протеиновую ЛТФ-азу в гпейкс сперматозоида. В результате его митохондрнальное дыхание повышается на 50%. Генерируемая при этом энергия используется для повьпиения двигательной активности жгутика (рис. 18). 5! !'нс.
(9. Расн<июженнс спсрматозонла нн поверхности ооцнта в нромсссс о<молотнорсиия (сканнрую<иан электронная мнкроскопнн) ЕРЗ Рнс. 20. Модель участка мембраны нйисклсткн ( <нас оннолопюрсинн прн прикреплении к ней люмбра<ы сперматозоида (слева) (С.Ф.Г<с<бсрт < - мембран» смсрмнгозонлн: 2 — рснгпгор <алак <мн«~гор М-ннггмлглюкоъзмнна (гмзнкгознзтрансфе я<юг«лзл: 5 — Н-ннгиюгнюноз«чнн: б — нюнкгнзн: 7 — сова рсянсы» (бнгсзнн<ан оболочка) ХРЗ Лкросомный вырост на своей апикальной мембране несет вид<«специфичный белок бинлин. На поверхности яйца располагаются рецепторы биндина.
«Узнавание» яйцсклсткой своего вида заключается в соединении рецепторов яйца с биндинами спсрмат<ноилов. У морского ежа насчитынастся ло 6000 сайтов таких соединений. Таким образом, благодаря биндинам осуществляется цитологичсский блок межвидового скрещивания. У млекопитающих активация спсрматозоила нс сопровожластся ни образованием микроворсинок, ни образованием акросомного выроста. Акросомная реакция у них заклю <астся в диссоциапии наружной мембраны головки сперматозоида и мембраны акросомы нс на апикальной поверхности, а вдоль головки сперматозоида.
Это связано с тем, что сперматозоид контактирует с нйцом нс першиной акросомы клетки, а боком (рис. !9). Ферменты акросомы растворяют лучистый вснсп, после чего сперматозоид вступает в контакт с блестящей оболочкой. блестящая оболочка образована тремя типами белков: 2РЗ и 2Р2 нахолятсн параллельно поверхности яйца. а белок 2Р! сшивает эти белки и расположен перпендикулярно поверхности яйца. Контакт с 2РЗ осущс- ! ф ЯЯЯЯЯЯЯКЯЯ ЯЯЯЯЯЯ>ф ' КККЗЗЗКЗККЗЗКЗЗ ЯЯЯХЯЯХЯЯЯЯЯЯЯЯ ~ -КККЗККЗКЗК БКЗККК ~~~ е ? l м- ~~~~ -м ЗР", ~ф -ф~ 7ЗК Б УЯФ' ~ф ~У ~ЛЗ:~~ г м ~~' ~:м ЗЗЪ ф~ф~ Я$'7ЗЗ ~ЯЮ М 'Ф Ъ~~~ Ф 2 0ч ф (( Рис.
2 !. Модель слияния плазл1атичсских мембран в месте контакжз сисрматоюида с я йцеклеткой. При оплодотворении слияние мембран происходит трижды: по время акросомальиой реакции. при контакте сперматозоида с яйцом и во время кортикши ной реакции. Во всех случаях события на молекулярном уровне, вероятно. одинаковы. Контактирукнцис плазматичсскис мембраны образованы «вумя слоялзи фосфолииилов, заряженные группы которых обращены наружу и внутрь клетки (А).
Внутрь каждой мелзбраны обрзшены гидре)кзбные углеволородиыс цепи. Слилнис начинается (Б), когда двойной слой лнпилов нарушается и образуются л~нцеллы (сферические агрегаты, у которых заряженные группы обрашсны наружу, а незаряженные гидрофобиые цепи — внутрь). При перераспределении лзицслл (В) илаэыатичсскпе л~ембраиы восстанавливаются (Г), соединяя лве ранее обособленные клетки (С.Ф.
Гилберт, )993): l — слсрыий; 2 — яйцш .2 — 4юс4юлнпилы плаэыатичсской ыеибраны сяерыяя; 4 — фсс4юлишшы плазыатн некой мсибранм яйцеклетки; з — ыицеллы 54 пмяется тремя типами рецепторов сперматозоида (на терминальптн> галактозу, на )ч-ацетилглюкозамин и иа гликопротенн) и «ютавляет первую часть акросомной реакции (рис. 20). Любое нартшение рецепции искажает и процесс активации. Далее происз лпт излияние фермента акросомы проакрозина, который, взаимодействуя с х.р2 и действуя как протеаза, лизирует блестящую .хюлочку. Таким образом, достигается контакт задней мембраны .
гнюсомы сперматозоида и мебраны яйца. Заканчивается реакция активации сперматозоида единением евшей мембраны акросомы сперматозоида и яйца, их разрывом и юслиненнсм свободных концов (рис. 21). В результате у яйца и псрматозоила формируется единая наружная л|ембрана, ограничивающая канал, через который ядро сперматозоида и проксимальная пснтриоль проникают в цптоплазму яйца. АКТИВАЦИЯ ЯЙЦЕКЛЕТКИ В процессе активации яйцеклетки у всех животных непосредственно участвуют мембрана яйца и кортекс.
В кортексе сосредоточены глобулярный белок (О-актин) и большое количество мембранных пузырьков — кортикальных гранул — структур, во многом голзологичных акросоме сперматозоида. Проявления реакции активации многообразны (рис. 22): образование бугорка оплодотворения: быстрый блок полнспсрмии; кортикаяьная реакция; медленный блок полиспермии; образование оболочки оплолотворения; псриаителлинового пространства (рис. 1 цв. вкл.). У нглокожих и ряда других животных одно из выражений реакции активации — образование бугорка оплодотворения. Он 4юрмирустся как вырост яйцеклетки навстречу акросомальному выросту сперматозоида после процесса «узнавания», т.е.
рецепции бннлпнов сперматозоида соответствующими рецепторами желточной оболочки яйца. Образование бугорка оплодотворения, как и акросомной нити, связано с полимеризацией кортикального актина. Участие микрофиламентов в формировании бугорка оплодотворения легко показывается его блокированиел~ при действии цитохалазннз В. Как уже говорилось, в месте контакта мембран половых клеток п(юисхолит слияние мембран с образованием канала, по которому ядро и центрноль сперматозоида проникают в цитоплазму яйца.
Мембрана сперматозоида встраивается в мембрану яйца н неко- торос время прололжает сохранять особые свойства, в частности имеет повышенную проницаемость для ионов )ча'. В результате мембранньш потенциал яйцеклетки из отрицательного (-70 мВ) на несколько секунд становится слабо положительным (+1О мВ). Именно в зто время яйцо оказывается непроницаемым для из- 55 мяяних сперматозоидов. Это явление получило название быстров~ блока полиспермии и имеет смысл для животных с моносперипым оплодотворением. Механизм быстрого блока объясняется гсанчнем в мембранах яйца и сперматозоида рецепторов, чувпнпельных к знаку заряда. Опытами с приложением электродов к мембране яйцеклетки показано, что изменение заряда мембраны всего на 5 мВ меняет ее проницаемость для сперматозоидов. 11оложитслы<о заряженная мембрана яйцеклетки для сперматозоидов непроницаема.
Искусственную полиспермию можно вызвать, сдерживая се заряд на уровне 60 — 70 мВ, а также путем уменьшения концентрации натрия в морской воде. Мембранный потенциал при быстром блоке полиспермии осшется положительным всего около минуты (рис. 22). Этого времени недостаточно для надежного предотврашения полиспермии. Яалее развивается медленный блок полиспермии, который обеспечивается кортикалыюй реакцией. Кортикальная реакция — это пзменение поверхностного слоя яйца в результате контакта со .нерматозоидом.
От места вхождения сперматозоида и встраивания его мембраны в мембрану яйца вслед за поступлением 1ча' распространяется волна высвобождения Са" из эндоплазматического ретикулума — внутриклеточного депо ионов кальция. В клетках всех животных показана роль кальция как универсального инициатора экзоцитоза, а кортикальная реакция относится именно х реакции экзоцитоза. Кальций, высвобожденный из внугриклеючных депо, инициирует встраивание мембран кортикальных гранул в мембрану яйца. Вследствие этого поверхность мембраны яйцеклетки увеличивается более чем в 2 раза.
Ионофор кальция Л23187 был успешно использован для активации кортикальной реакции у самых разных типов яйцсклеток. При этом на яйцеклстках морских сжсй было показано, что активация не зависела от присутствия ионов кальция вне яйцеклетки. Яйцеклетки, помегцснные в воду, лишенную ионов кальция, активировались сперматозоидами в присутствии ионофора, который открывал внугриклеточнос депо кальция. Освобождение внутриклеточного кальция наблюдали визуально, используя белок экворин. Экворин, соединяясь с ионами кальция, начинает светиться.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
