Definice: Co je akrozom
Akrozom je jednou z hlavních součástí spermatické buňky, která se nachází nad jádrem. Nachází se na přední části hlavičky spermie, kde plní řadu důležitých rolí souvisejících s oplozením.
* Termín zavedl v roce 1898 Lenhossek a v překladu znamená apikální tělísko nebo špičaté tělísko.
Akrosom se vyvíjí během spermiogeneze a je produktem Golgiho komplexu. Biogeneze zde začíná, když se proakrosomové vezikuly generují z Golgiho komplexu náležejícího časným spermatidám. Tyto vezikuly se poté spojí a vytvoří jediný, hustý akrosomický vezikul, který se nakonec rozšíří a pokryje přibližně dvě třetiny povrchu jádra.
V hlavičce spermie se akrozom nachází mezi plazmatickou membránou a jadernou membránou. Jako takový není přímo vystaven vnějšímu prostředí buňky. Má také vlastní sadu membrán sestávající z vnitřní membrány (nad jaderným obalem) a vnější membrány, která leží pod plazmatickou membránou hlavičky spermie.
* Během akrozomální reakce neboli exocytózy akrozomu splývá plazmatická membrána spermatické buňky s vnější akrozomální membránou.
* Spermatické buňky některých organismů, např. teleostovitých ryb, akrozom nemají.
Mezi nejdůležitější obsahové látky akrozomu patří:
- Primární ligandy – např. galaktozyltransferáza (primární ligandy se mohou nacházet na akrozomu nebo v jeho blízkosti)
- Sekundární ligandy – akrozin/proakrozin (serinová proteáza) zodpovědný za lokální lýzu
* Akrozom obsahuje také různé další obsahy včetně různých glykohydroláz.
Transformace hlavičky spermie
Akrosom se podílí na transformaci (tvarování) hlavičky spermie prostřednictvím komplexu akrosom-akroplaxom-mancheta. Zde jsou zapojeny dvě důležité struktury: akroplaxon a mancheta.
Akroplaxon (skládající se z aktinu a keratinu) překrývá akrozom a jeho komplex s manchettem přispívá k následujícímu:
- Vývoj akrozomálního váčku
- Upevnění akrozomu k jadernému obalu
- Transformace spermatické buňky
* Tím, že komplex tvaruje akrozom, umožňuje akrozomu tvarovat hlavičku spermie během spermiogeneze.
U živočichů, jako jsou žáby a mořští ježci, bylo prokázáno, že proteiny označované jako primární ligandy hrají důležitou roli při rozpoznávání gamet. Ačkoli se tyto ligandy obvykle nacházejí na povrchu plazmatické membrány, některé byly identifikovány na akrozomu, čímž se tato organela zapojila do rozpoznávání gamet.
Jakmile primární ligandy identifikují specifické bílkoviny v jery obklopující vajíčko, iniciují vazbu.
Akrozomová reakce a exocytóza
Když se spermie (nebo primární ligandy spermií) dostanou do kontaktu s vrstvou jerry, která obklopuje samičí gametu (vajíčko), je zahájena akrozomová reakce/exocytóza.
Předtím, než může spermie podstoupit akrozomální exocytózu, prochází procesem známým jako kapacitace.
Při něm spermie prochází řadou fyziologických změn, které zahrnují:
- Plazmatická membrána spermie ztrácí cholesterol
- Aktivuje se rozpustná akrozomová reakce
- Vytváří se druhý posel cyklický AMP
- Aktivace proteinkináz
Jakmile spermie projdou těmito změnami v ženském reprodukčním traktu, jsou připraveny na exocytózu.
Když se spermatická buňka dostane do kontaktu s vnějším obalem samičí gamety (zona pellucida), některé z primárních ligandů (lektiny) se navážou na receptorové molekuly ZP3 (O-vázané oligosacharidy a glykany), čímž dojde k propojení obou gamet.
Tento proces je spojen se zajištěním druhově selektivní vazby spermie na vajíčko, která umožňuje akrozomální exocytózu (označovanou také jako akrozomální reakce). Akrozom je závislý na vápníku a zahrnuje akrozomovou exocytózu.
Vazba spermie na vajíčko je zde doprovázena vytvořením četných pórů mezi akrozomovou membránou a plazmatickou membránou spermatické buňky v hlavičce spermie.
Tato reakce vede nejen ke splynutí obou membrán, plazmatické membrány spermatické buňky a akrozomové membrány, ale také umožňuje uvolnění obsahu akrozomu. Akrozomová reakce má dva hlavní výsledky.
Mezi ně patří:
- Uvolnění enzymů, které degradují zona pellucida obklopující plazmatickou membránu samičí gamety (v zona pellucida)
- Odhalení hlavičky spermie (tzv. jádra) k vajíčku
Akrosomové sekundární ligandy
Po navázání spermie na zona pellucida obklopující plazmatickou membránu vajíčka, vytvoří se póry umožňující uvolnění složek akrozomu. Zde vstupují do hry sekundární ligandy (hydrolytické enzymy).
Jednou z hlavních složek akrozomu je serinová proteáza známá jako akrozin. V akrozomu je protein uložen v neaktivní formě známé jako zymogen.
Jakmile dojde k narušení membrány akrozomu, což umožní uvolnění proteinu, dojde k jeho přeměně na aktivní formu (akrozin) tím, že se dostane do kontaktu s glykoproteiny zona pellucida.
V aktivní formě hraje enzym důležitou roli při rozkladu zona pellucida vajíčka, aby se vytvořil otvor, kterým může spermie proniknout. To může trvat přibližně 5 až 20 minut.
* Lýza zona pellucida vajíčka je lokalizována kolem akrozomu. V důsledku toho nedochází k degradaci všech částí tohoto povrchu, aby mohla spermie proniknout do vajíčka
* Na základě řady studií bylo prokázáno, že akrozom chybí nebo není nezbytný pro oplození. To se ukázalo u zvířat, jako jsou myši
* Porovnáním zvířat s akrozinem a bez něj bylo zjištěno, že během akrozomové reakce akrozin urychluje rozptyl akrozomových bílkovin.
Po exocytóze akrozomu, a tedy akrozomové reakci, umožňuje degradace zona pellucida splynutí hlavičky spermie s plazmatickou membránou oocytu, což následně umožňuje cytoplazmatickou kontinuitu mezi gametami.
Je to právě toto splynutí, které vede k oplození, jež přemění oocyt na zygotu. Vytvoření zygoty zabraňuje jakémukoli dalšímu spermatozoidu proniknout do zona pellucida za účelem oplození.
Po oplození vajíčka tedy akrozomová reakce nebo exocytóza již nemá na zona pellucida žádný vliv. To znamená, že jakmile je vajíčko oplodněno, akrozom ostatních spermií již nehraje při oplodnění žádnou roli.
Přečtěte si také o Sertoliho buňkách.
Vraťte se k buněčné biologii
Vraťte se ke spermatickým buňkám
Vraťte se z výuky o akrozomu na MicroscopeMaster Home
oznamte tuto reklamu.