Definicja: Co to jest Akrosom
Akrosom jest jednym z głównych składników plemnika, leżącym ponad jądrem. Znajduje się on w przedniej części główki plemnika, gdzie pełni szereg ważnych funkcji związanych z zapłodnieniem.
* Wprowadzony w 1898 roku przez Lenhosseka termin ten oznacza ciało wierzchołkowe lub ciało szczytowe.
Akrosom rozwija się podczas spermiogenezy i jest produktem kompleksu Golgiego. Biogeneza rozpoczyna się tutaj, gdy pęcherzyki proakrosomiczne powstają z kompleksu Golgiego należącego do wczesnych plemników. Pęcherzyki te następnie łączą się, tworząc pojedynczą, gęstą pęcherzykę akrosomiczną, która ostatecznie rozciąga się na około dwie trzecie powierzchni jądra.
W główce plemnika akrosom znajduje się pomiędzy błoną plazmatyczną a błoną jądrową. Jako taki, nie jest on bezpośrednio narażony na działanie środowiska zewnętrznego komórki. Posiada on również własny zestaw błon składający się z błony wewnętrznej (powyżej otoczki jądrowej) i błony zewnętrznej, która leży poniżej błony plazmatycznej główki plemnika.
* Podczas reakcji akrosomalnej lub egzocytozy akrosomu, błona plazmatyczna plemnika łączy się z zewnętrzną błoną akrosomalną.
* Plemniki niektórych organizmów, takich jak ryby teleost, nie mają akrosomu.
Niektóre z najważniejszych zawartości akrosomu obejmują:
- Pierwotne ligandy – Np. galaktozylotransferaza (ligandy pierwszorzędowe mogą być zlokalizowane na akrosomie lub w jego pobliżu)
- Ligandy drugorzędowe – akrozyna/proakrozyna (proteaza serynowa) odpowiedzialna za miejscową lizę
* Akrosom zawiera również różne inne treści, w tym różne glikohydrolazy.
Transformacja główki plemnika
Akrosom jest zaangażowany w transformację (kształtowanie) główki plemnika poprzez kompleks akrosom-akropaksom-manchette. W tym przypadku dwie ważne struktury biorące udział to acroplaxone i manchette.
Acroplaxone (składający się z aktyny i keratyny) nakłada się na akrosom, a jego kompleks z manchette przyczynia się do następujących działań:
- Rozwoju woreczka akrosomalnego
- Zakotwiczenia akrosomu do otoczki jądrowej
- Transformacji komórki plemnikowej
* Kształtując akrosom, kompleks ten umożliwia akrosomowi kształtowanie główki plemnika podczas spermiogenezy.
Rozpoznawanie gamet
W takich zwierzętach jak żaby i jeżowce wykazano, że białka określane jako ligandy pierwszorzędowe odgrywają ważną rolę w rozpoznawaniu gamet. Chociaż te ligandy są zwykle zlokalizowane na powierzchni błony plazmatycznej, niektóre z nich zostały zidentyfikowane na akrosomie, angażując w ten sposób organelle w rozpoznawanie gamet.
Gdy ligandy pierwszorzędowe zidentyfikują specyficzne białka w jerce otaczającej jajo, inicjują wiązanie.
Reakcja akrosomalna i egzocytoza
Kiedy plemniki (lub ligandy pierwotne plemników) wchodzą w kontakt z warstwą jerry, która otacza gametę żeńską (jajo), zapoczątkowana zostaje reakcja akrosomalna/egzocytoza.
Zanim plemnik może przejść egzocytozę akrosomalną, przechodzi proces znany jako kapacytacja.
W tym miejscu plemnik przechodzi szereg zmian fizjologicznych, które obejmują:
- Błona plazmatyczna plemnika traci cholesterol
- Reakcja akrosomalna zostaje aktywowana
- Powstaje drugi posłaniec cykliczny AMP
- Aktywacja kinaz białkowych
Gdy plemniki przejdą przez te zmiany w żeńskim układzie rozrodczym, są gotowe do egzocytozy.
Gdy komórka plemnikowa wchodzi w kontakt z zewnętrzną powłoką gamety żeńskiej (zona pellucida), niektóre z podstawowych ligandów (lektyny) wiążą się z cząsteczkami receptorów ZP3 (O-linked oligosacharydy i glikany), wiążąc w ten sposób obie gamety.
Ten proces został powiązany z zapewnieniem, że plemnik wiąże się z jajkiem w sposób selektywny gatunkowo, który umożliwia egzocytozę akrosomu (zwaną również reakcją akrosomową). Reakcja akrosomalna jest zależna od wapnia i wiąże się z egzocytozą akrosomu.
Tutaj wiązaniu plemnika z jajem towarzyszy powstawanie licznych porów między błoną akrosomu a błoną plazmatyczną komórki plemnikowej w główce plemnika.
Reakcja ta nie tylko prowadzi do fuzji dwóch błon, błony plazmatycznej komórki plemnikowej i błony akrosomu, ale także umożliwia uwolnienie zawartości akrosomu. Reakcja akrosomalna ma dwa główne efekty.
Obejmują one:
- Uwolnienie enzymów, które degradują zona pellucida otaczającą błonę plazmatyczną gamety żeńskiej (w zona pellucida)
- Eksponowanie główki plemnika (jądra) do jaja. jądro) do jaja
Ligandy wtórne akrosomu
Po związaniu się plemnika z osłoną plemnikową otaczającą błonę plazmatyczną jaja, powstają pory pozwalające na uwolnienie składników akrosomu. W tym momencie do gry wchodzą ligandy wtórne (enzymy hydrolityczne).
Jednym z głównych składników akrosomu jest proteaza serynowa znana jako akrozyna. W akrosomie białko to jest przechowywane w nieaktywnej formie znanej jako zymogen.
Po naruszeniu błony akrosomu, co pozwala na uwolnienie białka, jest ono przekształcane w formę aktywną (akrozyna) poprzez kontakt z glikoproteinami zony pellucida.
W swojej aktywnej formie, enzym odgrywa ważną rolę w degradacji zona pellucida jaja w celu stworzenia otworu, przez który plemnik może przeniknąć. Może to trwać około 5 do 20 minut.
* Liza zony pellucida jaja jest zlokalizowana wokół akrosomu. W rezultacie nie wszystkie części tej powierzchni są degradowane, aby umożliwić plemnikowi wniknięcie do jaja
* Na podstawie wielu badań wykazano, że akrozyna nie jest niezbędna do zapłodnienia lub jest jej brak. Wykazano, że dzieje się tak wśród zwierząt takich jak myszy.
* Porównując zwierzęta z akrozyną z tymi bez akrosomu, odkryto, że podczas reakcji akrosomowej akrozyna przyspiesza rozproszenie białek akrosomowych.
Po egzocytozie akrosomu, a więc reakcji akrosomalnej, degradacja zony pellucida umożliwia połączenie się główki plemnika z błoną plazmatyczną komórki jajowej, co z kolei umożliwia ciągłość cytoplazmatyczną między gametami.
To właśnie to połączenie skutkuje zapłodnieniem, które przekształca komórkę jajową w zygotę. Formacja zygoty zapobiega przenikaniu innych plemników do zony pellucida w celu zapłodnienia.
W związku z tym, gdy jajo zostanie zapłodnione, reakcja akrosomalna lub egzocytoza nie ma już żadnego wpływu na zonę pellucida. Oznacza to, że po zapłodnieniu jaja, akrosomy innych plemników nie odgrywają już żadnej roli w zapłodnieniu.
Poznaj również komórki Sertoliego.
Powrót do Biologii Komórki
Powrót do Plemników
Powrót od nauki o akrosomie do strony głównej MicroscopeMaster
zgłoś to ogłoszenie