Sperma van zee-egels kan in grote hoeveelheden worden verkregen, omdat zee-egels, zoals veel ongewervelde zeedieren, aan “broadcast spawning” doen, d.w.z. dat zij grote hoeveelheden geslachtscellen in het zeewater loslaten. Onverdund sperma bevat een grote hoeveelheid spermacellen – wel 1010 – 1011 cellen/ml!

Een mannetje Arbacia punctulata paait met zijn witachtige sperma. Afbeelding met dank aan Thomas Gensch, Forschungszentrum Jülich.
Sperma zwemt door middel van een prominent flagellum, bestaande uit een kern van microtubuli, waarvan het glijden wordt aangedreven door flagellaire dyneïne. Dit geheel van microtubuli en bijbehorende motor- en linker-eiwitten staat bekend als een axonoom. Het middengedeelte van het sperma bevat een prominente reeks mitochondriën, die enorme hoeveelheden ATP moeten produceren, waarvan de hydrolyse de conformatieveranderingen in flagellaire dyneïne aandrijft die het glijden van de microtubuli bewerkstelligen.

Image met dank aan Thomas Gensch, Forschungszentrum Jülich.
De meeste flagellen hebben, net als cilia, een karakteristieke “9+2”-structuur, d.w.z. dat twee centrale singlet-microtubuli worden omringd door negen buitenste doublet-microtubuli. De buitenste en binnenste dyneïne-armen schuiven langs elke buitenste doublet-microtubule. Het volgende diagram laat zien hoe de binnenste en buitenste doubletmicrotubuli van het axonoom met dyneïne zijn verbonden.

Inwendige structuur van het axonoom. Bewerking van een afbeelding met dank aan Takashi Ishikawa, Zwitsers Federaal Instituut voor Technologie, Zürich.
Zee-egelsperma beweegt zijn staart met een spiraalvormige beweging, zoals te zien is in deze animatie.


Animation courtesy of Sea Urchin Embryologysite.

Ten slotte kunnen, zoals het onderstaande filmpje laat zien, de flagellaire buiging en het glijden van microtubuli worden onderzocht door de bewegingen te analyseren van kleine bolletjes die langs het oppervlak van een met detergent behandeld flagellum zijn gelegd. De bolletjes bewegen uit elkaar wanneer de golf van flagellaire buiging passeert, wat erop wijst dat flagellaire buiging wordt gemedieerd door het glijden van microtubuli.
Beschrijving: Deze zee-egel spermatozoïde werd behandeld met detergent om het celmembraan te verwijderen, en vervolgens overgebracht naar een oplossing die een relatief lage concentratie MgATP bevat, om de buiging van zijn flagellum te reactiveren. Vóór de reactivatie werden de spermatozoa blootgesteld aan een suspensie van 40 nm goudkorrels. Sommige van deze bolletjes hechten zich aan de buitenste doublet-microtubuli die het flagellaire axonoom vormen. In dit geval waren twee bolletjes bevestigd aan doublet microtubuli aan weerszijden van het flagellum. Wanneer het flagellum buigt, wordt het glijden tussen deze microtubuli aangetoond door de beweging van de twee bolletjes. Film met dank aan Charles Brokaw, California Institute of Technology.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.