Akrosomfunktioner, dannelse, reaktion, enzymer

4019
Jonah Lester

Akrosom er udtrykket brugt til at beskrive en vesikulær organel, der går forud for kernen i sædceller (sædceller) hos hvirveldyr og hvirvelløse dyr, og som er sammensat af specielt konfigurerede proteiner og enzymer.

Sæd er kønsceller eller mandlige kønsceller. De har halvdelen af ​​den genetiske belastning af organismen, der giver dem oprindelse, det vil sige de er haploide celler, og deres hovedfunktion er at befrugte æg produceret af en kvinde for at danne et nyt genetisk anderledes individ.

Hos de fleste dyr er sædceller mobile celler, hvis krop er opdelt i to veldefinerede regioner: et hoved og en hale, begge dækket af den samme plasmamembran. Hovedet er den del, der indeholder kernen og en stor del af cytosolen, mens halen er en flagellar struktur, der tjener til bevægelighed.

Akrosomet er placeret i sædcellernes hoved, specifikt i den distale ende, der praktisk talt dækker hele celleoverfladen, og proteinerne i denne vesikel har specielle funktioner under befrugtningsprocessen..

Artikelindeks

  • 1 Akrosomets funktioner
  • 2 Træning
    • 2.1 Hvordan dannes akrosomet?
  • 3 Reaktion
    • 3.1 Baggrund
  • 4 Enzymer
  • 5 Referencer

Akrosomfunktioner

Skematisk over strukturen af ​​en sæd og placeringen af ​​akrosomet (Kilde: Gevictor [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Akrosomerne har en primær funktion under befrugtningsprocessen på stedet for fastgørelse af sædcellerne med zona pellucida af æg (som er den ydre dækning af denne kvindelige kønscelle), hvilket er blevet vist ved nogle relaterede infertilitetsstudier med denne vesikulære struktur.

I nogle videnskabelige artikler er det muligt at finde beskrivelser af disse organeller, hvor de omtales som "ligner cellulære lysosomer", da de er sacculeformede strukturer, der tjener forskellige intracellulære fordøjelses- og forsvarsformål..

Således er disse sædblæsers funktion at nedbryde komponenterne i zona pellucida, mens sædcellerne går mod æg for at smelte sammen med membranen og befrugte den..

Uddannelse

Akrosomets morfologi varierer meget mellem arter, men det er næsten altid en vesikulær struktur afledt af Golgi-komplekset, som syntetiseres og samles i de tidlige stadier af spermiogenese (differentiering af sædceller til sæd)..

Den akrosomale vesikel er afgrænset af to membraner kendt som de acrosomale membraner, som er en indre og en ydre. Disse membraner indeholder forskellige strukturelle og ikke-strukturelle komponenter, proteiner og enzymer af forskellige typer, som er vigtige for etableringen af ​​en intern matrix..

Disse interne komponenter deltager i dispersionen af ​​den akrosomale matrix, i penetrationen af ​​sædcellerne gennem zona pellucida af æg (ekstracellulær dækning) og i interaktionen mellem plasmamembranerne i begge gametiske celler..

Hvordan dannes akrosomet?

I begyndelsen af ​​spermiogenese, når meiose er færdig, ændrer de afrundede haploide celler deres form til det, der er karakteristisk for sædceller..

I løbet af denne proces er Golgi-komplekset et fremtrædende system af tætpakkede rør og vesikler, der fordeles i regionerne nær kernerne. Nogle vesikler afledt af Golgi-komplekset øges i størrelse og øger deres koncentration af fine granulære komponenter.

Hvert fint granulat frigiver sit indhold rig på glycoproteiner inde i disse større vesikler, og det er det, som nogle forfattere kalder det ”akrosomale system i dannelse”, hvorfra emhætten på sædhovedet og akrosomet efterfølgende dannes..

Samtidig med granulat "loading" -processen modtager disse vesikler også flere glykoproteiner, der syntetiseres og transporteres aktivt ind i dem..

Hos gnavere forekommer dannelsen og udviklingen af ​​det akrosomale sædsystem i fire faser under sædcellerne. Den første er kendt som Golgi-fasen og er, når der dannes "proakrosomiske" granulater fra ansigtssakkulerne. trans Golgi-kompleks.

Senere smelter disse granulater til at danne et enkelt akrosomalt granulat, som er aflangt takket være translokationen af ​​nye proteiner fra Golgi-komplekset (anden fase). Den tredje fase er kendt som den akrosomiske fase og består af den hemisfæriske strukturelle konformation af akrosomet.

Den fjerde fase, også kendt som modningsfasen, har at gøre med forskellige ændringer, der opstår i nuklear morfologi (akrosomet i dannelse er tæt på kernen) og med vandringen af ​​akrosomet og dets fordeling gennem cellen..

Reaktion

Som nævnt er akrosomet en vesikel, der adskiller sig fra sædens Golgi-kompleks. Processen, hvorved luminalindholdet i denne vesikel frigøres før fusion mellem æg og sæd under seksuel reproduktion er kendt som den akrosomale reaktion..

Denne reaktion såvel som acrosomers morfologi varierer meget fra en art til en anden, især mellem hvirveldyr og hvirvelløse dyr; i begge tilfælde er det dog en stærkt reguleret begivenhed.

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

Baggrund

Den akrosomale reaktion finder kun sted, når sæd frigives af en mand i en kvindes kønsorgan og rejser til æggestokkene, hvor æggene er placeret, hvilket betyder, at disse celler tidligere har gennemgået to modningsprocesser:

- Transit gennem epididymis (i mandlige kønskirtler)

- Træning (under transit gennem kvindelig kønsorgan)

Kun den uddannede sæd er i stand til, molekylært set, at "genkende" zona pellucida og forbinde den, da det er en proces medieret af kulhydrater, der genkendes af specifikke receptorer på sædmembranen..

Når en sæd slutter sig til zona pellucida af et æg, aktiveres calciumafhængige signalveje, der udløser akrosomeksocytose, som begynder med fusion af den ydre akrosomale membran med sædens plasmamembran..

Befrugtning, det vil sige fusion af kvindelige og mandlige kerner i ægløsningens cytosol er kun mulig gennem den akrosomiske reaktion, da sæd anvender enzymerne i denne vesikel til at krydse zona pellucida og nå membranplasmaæg.

Enzymer

Der er flere enzymer indeholdt i det akrosomale lumen; Svarende til dem i lysosomer er nogle sure glycohydrolaser, proteaser, esteraser, sure phosphataser og arylsulfataser..

Blandt de acrosomale proteinaser og peptidaser er acrosin, det mest undersøgte enzym i akrosomet, og som er en endoproteinase med egenskaber svarende til de af pancreas-trypsin. Dets tilstedeværelse er blevet bekræftet i det mindste i alle pattedyr. Det er til stede i sin inaktive form, proacrosin.

Noget af litteraturen antyder, at dette enzym også kan findes på sædoverfladen, hvor proacrosin / acrosin-komplekset synes at være en af ​​de receptorer, der er nødvendige for genkendelsen af ​​zona pellucida..

Acrosomer er også rige på glycosidaseenzymer, og den bedst kendte er hyaluronidase, som er forbundet med den ydre acrosomale membran og sædplasma-membranen..

Blandt de lipaseenzymer, der er til stede i acrosomer, skiller phospholipase A2 og phospholipase C. sig ud. De har også phosphataser såsom alkalisk phosphatase og nogle ATPaser..

Referencer

  1. Abou-Haila, A. og Tulsiani, D. R. (2000). Pattedyrsædakrosom: dannelse, indhold og funktion. Arkiv for biokemi og biofysik, 379 (2), 173-182.
  2. Berruti, G., og Paiardi, C. (2011). Akrosombiogenese: Revidering af gamle spørgsmål for at give ny indsigt. Spermatogenese, 1 (2), 95-98.
  3. Dan, J. C. (1956). Akrosomreaktionen. I international gennemgang af cytologi (bind 5, s. 365-393). Akademisk presse.
  4. Dan, J. C. (1967). Akrosomreaktion og lysiner. I befrugtning (s. 237-293). Akademisk presse.
  5. Khawar, M. B., Gao, H., & Li, W. (2019). Mekanisme for akrosombiogenese hos pattedyr. Grænser inden for celle- og udviklingsbiologi, 7, 195.
  6. Solomon, E. P., Berg, L. R., og Martin, D. W. (2011). Biologi (9. udgave). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
  7. Zaneveld, L. J. D. og De Jonge, C. J. (1991). Pattedyrs sædakrosomale enzymer og akrosomreaktionen. I En sammenlignende oversigt over befrugtning fra pattedyr (s. 63-79). Springer, Boston, MA.

Endnu ingen kommentarer