Оплодотворение, его функции, стадии.

Оплодотворение – слияние сперматозоида с яйцеклеткой, завершающееся объединением их ядер в единое ядро оплодотворенного яйца (зиготы).

Оплодотворение осуществляет две разные функции:

· половую (комбинирование генов 2-х родителей) – включает передачу генов от родителей потомкам;

· репродуктивную (создание нового организма) – включает инициацию в цитоплазме яйца тех реакций, которые позволяют продолжать развитие

Важная роль в процессе оплодотворения принадлежит сперматозоиду, он необходим для:

· активации яйца, побуждения его к началу развития (данная функция не специфична: в качестве активирующего фактора сперматозоид может быть заменен рядом физических или механических агентов, см. так же Партеногенез);

· внесения в яйцеклетку генетического материала отца

Существует несколько принципов классификации 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. Взаимодействие половых клеток (гамет) канонически подразделяют на четыре стадии (фазы):

· дистантные взаимодействия;

· контактные взаимодействия;

· проникновение сперматозоида в яйцеклетку;

· слияние генетического материала

14.Стадия дистантного взаимодействия яйцеклетки и сперматозоида при оп­лодотворении.

Осуществляются на некотором расстоянии, до соприкосновения гамет друг с другом. Они направлены на повышение вероятности встречи сперматозоидов и яйцеклетки. Характерны для водных организмов, с наружным типом оплодотворения. При этом животные сталкиваются со следующими проблемами:

· осуществление встречи спермиев и яиц при их низкой концентрации в среде;

· предотвращение оплодотворения яиц спермиями другого вида

Контактное взаимодействие. Акросомная реакция (на примере развития морского ежа). Условия необходимые для ее осуществления.

Как следует из названия, данная стадия начинается с момента контакта сперматозоида с третичной оболочкой яйцеклетки.

Первым ее этапом является акросомная реакция

ее инициируют сульфатированные полисахариды студенистой оболочки – вызывают поступление Ca²⁺ в головку спермия. Это приводит к запуску процесса экзоцитоза, в результате которого акросомная мембрана сливается с цитоплазматической мембраной спермия и содержимое акросомого пузырька (прежде всего литические ферменты) выделяется в окружающую среду.

В результате повышения внутриклеточного pH наблюдается усиление полимеризации глобулярного актина и формирование актиновых филаментов, т.е. образование акросомного выроста.

Второй этап контактного взаимодействия гамет связан с узнаванием спермия и яйца.

На поверхности формирующегося акросомного выроста располагается белок (биндин), ответственный за видоспецифичное узнавание у морских ежей. На желточной оболочке яйца находится гликопротеиновый комплекс, способный образовывать связи с биндином. Таким образом, узнавание гамет у морского ежа происходит на двух уровнях: активации акросомной реакции и прикрепления спермия к желточной оболочке.