Definíció: Mi az akroszóma
Az akroszóma a spermiumsejt egyik fő alkotóeleme a sejtmag felett. A spermiumfej elülső részén helyezkedik el, ahol a megtermékenyítéssel kapcsolatos számos fontos szerepet tölt be.
* A Lenhossek által 1898-ban bevezetett kifejezés apikális testet vagy csúcstestet jelent.
Az akroszóma a spermiogenezis során alakul ki, és a Golgi-komplexum terméke. Itt a biogenezis akkor kezdődik, amikor a korai spermatidákhoz tartozó Golgi-komplexből proakroszómás vezikulák keletkeznek. A vezikulák ezután egyesülnek, egyetlen, sűrű, akroszómás vezikulát alkotva, amely végül a magfelület mintegy kétharmadát borítja.
A spermiumfejben az akroszóma a plazmamembrán és a magmembrán között helyezkedik el. Mint ilyen, nincs közvetlenül kitéve a sejt külső környezetének. Saját membránkészlettel is rendelkezik, amely a belső membránból (a magburkolat felett) és a külső membránból áll, amely a spermiumfej plazmamembránja alatt helyezkedik el.
* Az akroszómareakció vagy az akroszóma exocitózisa során a spermium plazmamembránja összeolvad a külső akroszómamembránnal.
* Egyes élőlények, például a teleost halak spermiumai nem rendelkeznek akroszómával.
A legfontosabb akroszóma-tartalmak közé tartoznak:
- Primer ligandumok – Pl. galaktozil-transzferáz (az elsődleges ligandumok az akroszómán vagy annak közelében helyezkedhetnek el)
- Szekunder ligandumok – Akrozin/ proakrozin (szerin proteáz), amely a helyi lízisért felelős
* Az akroszóma különböző egyéb tartalmakat is tartalmaz, köztük különböző glikohidrolázokat.
A spermafej átalakulása
Az akroszóma részt vesz a spermafej átalakításában (alakításában) az akroszóma-akroplaxóma-manchette komplexen keresztül. Itt a két fontos érintett struktúra az akroplaxon és a manchette.
Az akroplaxon (amely aktinból és keratinból áll) az akroszóma fölött helyezkedik el, és a manchette-tel alkotott komplexe hozzájárul a következőkhöz:
- Az akroszómazsák kialakulásához
- Az akroszóma rögzítése a magburkolathoz
- A spermiumsejt átalakulásához
* Az akroszóma alakításával a komplex lehetővé teszi, hogy a spermiogenezis során az akroszóma alakítsa a spermiumfejet.
Gamétafelismerés
Az olyan állatokban, mint a békák és a tengeri sün, kimutatták, hogy az elsődleges ligandumoknak nevezett fehérjék fontos szerepet játszanak az ivarsejtek felismerésében. Bár ezek a ligandumok általában a plazmamembrán felszínén helyezkednek el, néhányat az akroszómán is azonosítottak, így bevonva az organellát az ivarsejtek felismerésébe.
Mihelyt az elsődleges ligandumok azonosítják a specifikus fehérjéket a petesejtet körülvevő jérában, kötődést kezdeményeznek.
Az akroszóma reakció és az exocitózis
Amikor a spermiumok (vagy a spermiumok elsődleges ligandumai) kapcsolatba kerülnek a női ivarsejtet (a petesejtet) körülvevő jerry réteggel, megindul az akroszóma reakció/exocitózis.
Mielőtt a spermiumok akroszóma-exocitózison mehetnének keresztül, átesnek egy folyamaton, amelyet kapacitációnak nevezünk.
Itt a spermium számos élettani változáson megy keresztül, amelyek a következők:
- A spermium plazmamembránja elveszíti a koleszterint
- Az oldható akroszómareakció aktiválódik
- A második hírvivő ciklikus AMP keletkezik
- A fehérjekinázok aktiválódása
Mihelyt a spermiumok a női reproduktív traktusban átmentek ezeken a változásokon, készen állnak az exocitózisra.
Amikor a spermiumsejt a női ivarsejt külső burkával (a zona pellucidával) érintkezik, az elsődleges ligandumok (lektinek) egy része a ZP3 receptormolekuláihoz (O-kötésű oligoszacharidok és glikánok) kötődik, így a két ivarsejt összekapcsolódik.
Ezt a folyamatot összefüggésbe hozták annak biztosításával, hogy a spermium fajszelektív módon kötődjön a petesejthez, ami lehetővé teszi az akroszóma-exocitózist (más néven akroszómareakciót). Az akroszóma kalciumfüggő, és az akroszóma exocitózissal jár.
A spermiumnak a petesejthez való kötődését a spermiumfejnél számos pórus kialakulása kíséri az akroszómamembrán és a spermiumsejt plazmamembránja között.
A reakció nemcsak a két membrán, a spermiumsejt plazmamembránja és az akroszómamembrán összeolvadását eredményezi, hanem lehetővé teszi az akroszóma tartalmának felszabadulását is. Az akroszómareakciónak két fő eredménye van.
Ezek a következők:
- A női ivarsejt plazmamembránját körülvevő zona pellucidát lebontó enzimek felszabadulása (a zona pellucidánál)
- A spermium fejének (az ún. sejtmag) a petesejtnek
Akroszóma másodlagos ligandumok
Mihelyt a spermiumsejt a petesejt plazmamembránját körülvevő zona pellucidához kötődik, pórusok alakulnak ki, amelyek lehetővé teszik az akroszóma komponenseinek felszabadulását. Itt lépnek a képbe a másodlagos ligandumok (hidrolitikus enzimek).
Az akroszóma egyik fő összetevője egy szerinproteáz, az akrozin. Az akroszómában a fehérje zimogén néven inaktív formában tárolódik.
Mihelyt az akroszóma membránja sérül, lehetővé téve a fehérje felszabadulását, a zona pellucida glikoproteinjeivel való érintkezés révén aktív formájába (akrozin) alakul át.
Az enzim aktív formájában fontos szerepet játszik a petesejt zona pellucidájának lebontásában, hogy olyan nyílást hozzon létre, amelyen keresztül a spermiumok behatolhatnak. Ez körülbelül 5-20 percig tarthat.
* A petesejt zona pellucidájának lízise az akroszóma körül lokalizálódik. Ennek következtében ennek a felszínnek nem minden része bomlik le ahhoz, hogy a spermium behatolhasson a petesejtbe
* Számos vizsgálat alapján kimutatták, hogy az akrozin hiányzik, vagy nem elengedhetetlen a megtermékenyítéshez. Ezt olyan állatoknál mutatták ki, mint például az egerek.
* Az akroszóma akrozinnal rendelkező és az akroszóma nélküli állatok összehasonlításával felfedezték, hogy az akroszómareakció során az akrozin felgyorsítja az akroszómafehérjék szétszóródását.
Az akroszóma exocitózisát és így az akroszómareakciót követően a zona pellucida lebomlása lehetővé teszi, hogy a spermium feje összeolvadjon az oocita plazmamembránjával, ami viszont lehetővé teszi a citoplazma folytonosságát az ivarsejtek között.
Ez a bizonyos fúzió eredményezi a megtermékenyítést, amely az oocitát zigótává alakítja. A zigóta kialakulása megakadályozza, hogy bármely más spermium behatoljon a zona pellucidába a megtermékenyítés céljából.
Ezért, miután a petesejt megtermékenyült, az akroszómareakció vagy az exocitózis már nincs hatással a zona pellucidára. Ez azt jelenti, hogy miután a petesejt megtermékenyült, a többi spermium akroszómájának már nincs szerepe a megtermékenyítésben.
A szertoli sejtekről is olvashat.
Vissza a sejtbiológiához
Vissza a spermiumsejtekhez
Vissza az akroszóma megismerésétől a MicroscopeMaster Home
jelentse ezt a hirdetést!