Definition: Vad är ett akrosom
Akrosomet är en av huvudkomponenterna i en spermiecell som ligger över kärnan. Den är belägen på den främre delen av spermiehuvudet där den har ett antal viktiga roller i samband med befruktning.
* Begreppet introducerades 1898 av Lenhossek och kan översättas till apikal kropp eller spetskropp.
Akrosomet utvecklas under spermiogenesen och är en produkt av Golgikomplexet. Här börjar biogenesen när proakrosomiska vesiklar genereras från Golgikomplexet som tillhör tidiga spermatider. Vesiklarna kombineras sedan och bildar en enda, tät, akrosomisk vesikel som i slutändan sträcker sig så att den täcker ungefär två tredjedelar av kärnans yta.
I spermiehuvudet ligger akrosomet mellan plasmamembranet och kärnmembranet. Som sådan är den inte direkt utsatt för cellens yttre miljö. Den har också en egen uppsättning membran som består av det inre membranet (ovanför kärnhöljet) och det yttre membranet som ligger under spermiehuvudets plasmamembran.
* Under akrosomreaktionen eller exocytos av akrosomet smälter spermiecellens plasmamembran samman med det yttre akrosomala membranet.
* Spermaceller hos vissa organismer, t.ex. teleostfiskar, har inget akrosom.
Några av de viktigaste akrosominnehållen är:
- Primärligander – t.ex. galaktosyltransferas (primära ligander kan finnas på eller nära akrosomet)
- Sekundära ligander – Acrosin/proacrosin (ett serinproteas) som ansvarar för lokal lysis
* Akrosomet innehåller också olika andra innehåll, inklusive olika glykohydrolaser.
Transformation av spermiehuvudet
Akrosomet är involverat i transformationen (formandet) av spermiehuvudet genom komplexet akrosom-akroplaxom-manchett. Här är de två viktiga strukturer som är inblandade akroplaxon och manchette.
Acroplaxonen (som består av aktin och keratin) överlagrar akrosomet och dess komplex med manchette bidrar till följande:
- Utveckling av den akrosomala säcken
- Förankring av akrosomet till kärnhöljet
- Transformation av spermiecellen
* Genom att forma akrosomet gör komplexet det möjligt för akrosomet att forma spermiehuvudet under spermiogenesen.
Gamettigenkänning
I sådana djur som grodor och sjöborrar har proteiner som kallas primära ligander visat sig spela en viktig roll vid gamettigenkänning. Även om dessa ligander vanligtvis är belägna på plasmamembranets yta har vissa identifierats på akrosomet och därmed involverat organellen i gametkännandet.
När de primära liganderna identifierar specifika proteiner i den jerry som omger ägget, inleder de bindningen.
Akrosomreaktion och exocytos
När spermatozoerna (eller spermiernas primära ligander) kommer i kontakt med jerry-skiktet som omger den kvinnliga gameten (ägget) inleds akrosomreaktion/exocytos.
För att spermierna ska kunna genomgå akrosom exocytos genomgår de en process som kallas kapacitering.
Här genomgår spermien ett antal fysiologiska förändringar som inkluderar:
- Spermiens plasmamembran förlorar kolesterol
- Löslig akrosomreaktion aktiveras
- Den andra budbäraren cykliskt AMP genereras
- Aktivering av proteinkinaser
När spermacellerna har genomgått dessa förändringar i det kvinnliga könsorganet är de redo för exocytos.
När spermiecellen kommer i kontakt med den kvinnliga könscellens yttre hölje (zona pellucida) binder några av de primära liganderna (lektiner) till receptormolekylerna i ZP3 (O-länkade oligosackarider och glykaner) och binder på så sätt de två könscellerna.
Denna process har kopplats samman med att säkerställa att spermierna binder till ägget på ett artselektivt sätt som möjliggör akrosomexocytos (även kallad akrosomreaktion). Acrosomen är kalciumberoende och inbegriper acrosomexocytos.
Här binds spermien till ägget åtföljs av bildandet av många porer mellan acrosommembranet och spermiecellens plasmamembran vid spermiehuvudet.
Denna reaktion resulterar inte bara i att de två membranen, spermiecellens plasmamembran och acrosommembranet, smälter samman, utan gör det också möjligt för innehållet i acrosomen att släppas ut. Acrosomreaktionen har två huvudsakliga resultat.
Dessa inkluderar:
- Framställning av enzymer som bryter ner zona pellucida som omger den kvinnliga gametens plasmamembran (vid zona pellucida)
- För att exponera spermiehuvudet (den kärnan) till ägget
Akrosomets sekundära ligander
När spermiecellen binder sig till zona pellucida som omger äggets plasmamembran, bildas porer som gör att akrosomkomponenterna kan frigöras. Det är här sekundära ligander (hydrolytiska enzymer) kommer in i bilden.
En av huvudkomponenterna i akrosomet är ett serinproteas som kallas akrosin. I akrosomet lagras proteinet i en inaktiv form som kallas zymogen.
När akrosommembranet är skadat, vilket gör att proteinet kan frigöras, omvandlas det till sin aktiva form (akrosin) genom att det kommer i kontakt med glykoproteinerna i zona pellucida.
I sin aktiva form spelar enzymet en viktig roll genom att det bryter ner äggets zona pellucida för att skapa en öppning genom vilken spermierna kan tränga igenom. Detta kan ta cirka 5 till 20 minuter.
* Lysis av äggets zona pellucida är lokaliserad runt akrosomet. Därför bryts inte alla delar av denna yta ner för att spermiecellen ska kunna penetrera ägget
* Baserat på ett antal studier har det visat sig att acrosin saknas, eller att det inte är nödvändigt för befruktning. Detta har visat sig vara fallet bland djur som möss.
** Genom att jämföra djur med acrosomacrosin med djur utan acrosin har man upptäckt att under acrosomreaktionen påskyndar acrosin spridningen av acrosomproteiner.
Efter exocytos av akrosomet, och därmed akrosomreaktionen, gör nedbrytning av zona pellucida det möjligt för spermatozons huvud att fusionera med oocytens plasmamembran, vilket i sin tur möjliggör cytoplasmatisk kontinuitet mellan könscellerna.
Det är just denna fusion som resulterar i befruktning som omvandlar oocyten till en zygot. Bildandet av zygoten förhindrar alla andra spermatozoer från att penetrera zona pellucida för befruktning.
När ägget väl är befruktat har därför akrosomreaktionen eller exocytosen inte längre någon inverkan på zona pellucida. Detta innebär att när ägget väl är befruktat har de andra spermiernas akrosom inte längre någon roll att spela för befruktningen.
Läs också om Sertoli-celler.
Tillbaka till cellbiologi
Tillbaka till spermaceller
Tillbaka från lärandet om akrosomet till MicroscopeMaster Home
rapportera denna annons.