Equinodermos de mar podem ser obtidos em grandes quantidades, porque os ouriços-do-mar, como muitos invertebrados marinhos, se dedicam à desova em difusão, ou seja, libertam grandes quantidades de gâmetas na água do mar. O sémen não diluído contém uma grande quantidade de espermatozóides – até 1010 – 1011 células/ml!

Um macho Arbacia punctulata macho a desovar o seu sémen esbranquiçado. Imagem gentilmente cedida por Thomas Gensch, Forschungszentrum Jülich.
Nado de esperma por meio de um flagelo proeminente, composto por um núcleo de microtubos, cujo deslizamento é alimentado por uma tintura flagelar. Este conjunto de microtubos e proteínas associadas ao motor e linker é conhecido como axoneme. A peça central do esperma contém uma matriz proeminente de mitocôndrias, que são necessárias para produzir enormes quantidades de ATP, cuja hidrólise alimenta as mudanças conformacionais na corneína flagelar que medeiam o deslizamento do microtubo.

Image cortesia de Thomas Gensch, Forschungszentrum Jülich.
A maioria dos flagelos, como a Cilia, tem uma estrutura característica “9+2”, ou seja, dois microtubos centrais são circundados por nove microtubos exteriores de doublet. Os braços da tintura externa e interna deslizam ao longo de cada microtubulo exterior doublet. O diagrama seguinte mostra como os microtubos doublet interno e externo do axoneme estão conectados à tintinha.

Estrutura interna do axoneme. Adaptado a partir de uma imagem cortesia de Takashi Ishikawa, Instituto Federal Suíço de Tecnologia, Zurique.
Espermatozóide de ouriço-do-mar move a cauda usando um movimento helicoidal, como mostrado aqui nesta animação.


Animação cortesia do Sea Urchin Embryologysite.

Finalmente, como mostra o filme abaixo, a dobra flagelar e o deslizamento de microtubos podem ser examinados analisando os movimentos de pequenos grânulos colocados ao longo da superfície de um flagelo tratado com detergente. Os grânulos se afastam à medida que a onda de curvatura flagelar passa, indicando que a curvatura flagelar é mediada pelo deslizamento de microtubos.
Descrição: Este ouriço-do-mar foi tratado com detergente para remover a membrana celular, e depois transferido para uma solução contendo uma concentração relativamente baixa de MgATP, para reactivar a dobra do seu flagelo. Antes da reativação, os espermatozóides foram expostos a uma suspensão de contas de ouro de 40 nm. Alguns destes grânulos fixam-se aos microtubos exteriores de doublet que compõem o axoneme flagelar. Neste caso, dois grânulos foram fixados aos microtubos doublet em lados opostos do flagelo. À medida que o flagelar se dobra, o deslizamento entre estes microtubos doublet é demonstrado pelo movimento dos dois grânulos. Filme cortesia de Charles Brokaw, Instituto de Tecnologia da Califórnia.

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