Akrosomfunksjoner, dannelse, reaksjon, enzymer

3920
Alexander Pearson

Akrosom er begrepet som brukes for å beskrive en vesikulær organell som går foran kjernen til sædceller (sædceller) hos virveldyr og hvirvelløse dyr, og som består av spesialkonfigurerte proteiner og enzymer.

Sæd er kjønnsceller eller mannlige kjønnsceller. De har halvparten av den genetiske belastningen til organismen som gir dem opprinnelse, det vil si at de er haploide celler, og deres hovedfunksjon er å gjødsle egget produsert av en kvinne, for å danne et nytt genetisk annerledes individ.

I de fleste dyr er sædceller mobilceller hvis kropp er delt inn i to veldefinerte regioner: et hode og en hale, begge dekket av samme plasmamembran. Hodet er den delen som inneholder kjernen og en stor del av cytosolen, mens halen er en flagellstruktur som tjener for motilitet.

Akrosomet ligger i hodet på sædcellene, spesielt i den distale enden, og dekker praktisk talt hele celleoverflaten, og proteinene i denne vesikelen har spesielle funksjoner under befruktningsprosessen..

Artikkelindeks

  • 1 Akrosomens funksjoner
  • 2 Trening
    • 2.1 Hvordan dannes akrosomet?
  • 3 Reaksjon
    • 3.1 Bakgrunn
  • 4 enzymer
  • 5 Referanser

Akrosomfunksjoner

Skjematisk oversikt over strukturen til en sædcelle og plasseringen av akrosomet (Kilde: Gevictor [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Akrosomene har en primær funksjon under befruktningsprosessen på stedet for festing av sædcellen med zona pellucida av egget (som er det ytre dekket til denne kvinnelige gametiske cellen), noe som er vist i noen relaterte infertilitetsstudier med mangler i denne vesikulære strukturen.

I noen vitenskapelige artikler er det mulig å finne beskrivelser av disse organellene der de blir referert til som "ligner cellulære lysosomer", siden de er sakkuleformede strukturer som tjener forskjellige intracellulære fordøyelses- og forsvarsformål..

Dermed er funksjonen til disse spermatiske vesiklene å nedbryte komponentene i zona pellucida mens sædcellen går mot egget for å smelte sammen med membranen og befrukte den..

Opplæring

Morfologien til akrosomet varierer sterkt mellom arter, men det er nesten alltid en vesikulær struktur avledet fra Golgi-komplekset, som syntetiseres og monteres i de tidlige stadiene av spermiogenese (differensiering av spermatider til sperm)..

Den akrosomale vesikelen er avgrenset av to membraner kjent som de akrosomale membranene, som er en indre og en ekstern. Disse membranene inneholder forskjellige strukturelle og ikke-strukturelle komponenter, proteiner og enzymer av forskjellige typer, som er viktige for etablering av en intern matrise..

Disse indre komponentene deltar i spredningen av den akrosomale matrisen, i penetrering av sædcellen gjennom zona pellucida av egget (ekstracellulært tildekking) og i samspillet mellom plasmamembranene til begge gametiske celler..

Hvordan dannes akrosomet?

I begynnelsen av spermiogenese, når meiose er fullført, endrer de avrundede haploide cellene formen til det som er karakteristisk for sædceller..

I løpet av denne prosessen er Golgi-komplekset et fremtredende system med tettpakket tubuli og vesikler som er distribuert i regionene nær kjernepolene. Noen vesikler avledet av Golgi-komplekset øker i størrelse og øker konsentrasjonen av fine granulære komponenter.

Hvert fint granulat frigjør sitt innhold rikt på glykoproteiner inne i disse større vesiklene, og dette er det noen forfattere kaller "det akrosomale systemet i formasjon", hvorfra hetten på sædhodet og akrosomet blir dannet..

Samtidig med granuleringsprosessen, mottar disse vesiklene også flere glykoproteiner som syntetiseres og transporteres aktivt inn i dem..

Hos gnagere skjer prosessen med dannelse og utvikling av det akrosomale sædsystemet i fire faser under spermiogenese. Den første er kjent som Golgi-fasen og når "proakrosomiske" granulater dannes fra ansiktssakkulene. trans Golgi kompleks.

Senere smelter disse granulatene for å danne et enkelt akrosomalt granulat, som er langstrakt takket være translokasjonen av nye proteiner fra Golgi-komplekset (andre fase). Den tredje fasen er kjent som den akrosomiske fasen og består av den hemisfæriske strukturelle konformasjonen av akrosomet.

Den fjerde fasen, også kjent som modningsfasen, har å gjøre med forskjellige endringer som skjer i kjernemorfologi (akrosomet i formasjon er i nærheten av kjernen) og med migrasjonen av akrosomet og dets distribusjon gjennom cellen..

Reaksjon

Som nevnt er akrosomet en vesikkel som skiller seg fra sædens Golgi-kompleks. Prosessen der luminalinnholdet i denne vesikelen frigjøres før fusjon mellom egget og sædcellen under seksuell reproduksjon, er kjent som den akrosomale reaksjonen..

Denne reaksjonen, så vel som morfologien til akrosomer, varierer mye fra en art til en annen, spesielt mellom virveldyr og virvelløse dyr; i begge tilfeller er det imidlertid en høyt regulert hendelse.

Akrosomisk reaksjon (Kilde: Cremaster [Public domain] via Wikimedia Commons)

Bakgrunn

Den akrosomale reaksjonen finner bare sted når sæd frigjøres av en hann i kjønnsorganet til en hunn og reiser til eggstokkene, hvor eggene befinner seg, noe som innebærer at disse cellene tidligere har gjennomgått to modningsprosesser:

- Transitt gjennom epididymis (i mannlige kjønnsorganer)

- Trening (under transitt gjennom det kvinnelige kjønnsorganet)

Bare den trente sædcellen er i stand til, molekylært sett, å "gjenkjenne" zona pellucida og bli med den, siden det er en prosess formidlet av karbohydrater som gjenkjennes av spesifikke reseptorer på sædmembranen..

Når en sæd blir med i zona pellucida av et egg, aktiveres kalsiumavhengige signalveier som utløser akrosomeksocytose, som begynner med fusjonen av den ytre akrosomale membranen med sædens plasmamembran..

Gjødsling, det vil si fusjonen av kvinnelige og mannlige kjerner i cytosolen i eggstokken, er bare mulig gjennom den akrosomiske reaksjonen, siden sædcellen bruker enzymene i denne vesikelen for å krysse zona pellucida og nå membranplasma-egget.

Enzymer

Det er flere enzymer som finnes i det akrosomale lumen; I likhet med de i lysosomer er noen sure glykhydrolaser, proteaser, esteraser, sure fosfataser og arylsulfataser..

Blant de akrosomale proteinaser og peptidaser er akrosin, det mest studerte enzymet i akrosomet, og som er en endoproteinase med egenskaper som ligner på trypsin i bukspyttkjertelen. Dens tilstedeværelse er bekreftet i det minste i alle pattedyr. Det er tilstede i sin inaktive form, proakrosin.

Noe av litteraturen antyder at dette enzymet også kan finnes på overflaten av sædceller, hvor proakrosin / akrosinkomplekset ser ut til å være en av reseptorene som er nødvendige for gjenkjenning av zona pellucida..

Akrosomer er også rike på glykosidasenzymer, og den mest kjente er hyaluronidase, som er assosiert med den ytre akrosomale membranen og sædplasmamembranen..

Blant lipaseenzymer som er tilstede i akrosomer, skiller fosfolipase A2 og fosfolipase C. De har også fosfataser som alkalisk fosfatase og noen ATPaser..

Referanser

  1. Abou-Haila, A., og Tulsiani, D. R. (2000). Spermakrosom i pattedyr: dannelse, innhold og funksjon. Arkiv for biokjemi og biofysikk, 379 (2), 173-182.
  2. Berruti, G., og Paiardi, C. (2011). Akrosombiogenese: Gjennomgå gamle spørsmål for å gi ny innsikt. Spermatogenese, 1 (2), 95-98.
  3. Dan, J. C. (1956). Akrosomreaksjonen. In International review of cytology (Vol. 5, s. 365-393). Akademisk presse.
  4. Dan, J. C. (1967). Akrosomreaksjon og lysiner. I Befruktning (s. 237-293). Akademisk presse.
  5. Khawar, M. B., Gao, H., & Li, W. (2019). Mekanisme for akrosombiogenese hos pattedyr. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 7, 195.
  6. Solomon, E. P., Berg, L. R., og Martin, D. W. (2011). Biologi (9. utg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
  7. Zaneveld, L. J. D., & De Jonge, C. J. (1991). Pattedyrs spermakrosomale enzymer og akrosomreaksjonen. I En komparativ oversikt over befruktning av pattedyr (s. 63-79). Springer, Boston, MA.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.