Akrosoma ir termins, ko izmanto, lai aprakstītu vezikulāro organeli, kas atrodas pirms mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku spermas šūnu (spermatozoīdu) kodola un sastāv no īpaši konfigurētiem proteīniem un fermentiem.
Spermas ir gametas vai vīriešu dzimuma šūnas. Viņiem ir puse no organisma ģenētiskās slodzes, kas tos rada, tas ir, tie ir haploīdas šūnas, un to galvenā funkcija ir apaugļot sievietes olšūnu, lai veidotu jaunu ģenētiski atšķirīgu indivīdu.
Lielākajā daļā dzīvnieku spermatozoīdi ir mobilās šūnas, kuru ķermenis ir sadalīts divos precīzi noteiktos reģionos: galvā un asti, ko abas sedz viena un tā pati plazmas membrāna. Galva ir tā daļa, kurā ir kodols un liela citosola daļa, bet aste ir flagellar struktūra, kas kalpo kustībai.
Akrosoma atrodas spermas šūnu galvā, īpaši distālajā galā, aptverot praktiski visu šūnas virsmu, un olbaltumvielām, kas atrodas šajā vezikulā, apaugļošanas procesā ir īpašas funkcijas.
Akrosomu funkcijas
Spermas struktūras un akrosomas atrašanās vietas shēma (Avots: Gevictor caur Wikimedia Commons)
Akrosomām ir galvenā funkcija apaugļošanas laikā spermas piestiprināšanas vietā ar olšūnas zona pellucida (kas ir šīs sievietes gametiskās šūnas ārējais apvalks), ko parādīja daži saistīti neauglības pētījumi. ar šīs vezikulārās struktūras defektiem.
Dažos zinātniskos rakstos ir iespējams atrast šo organellu aprakstus, kur tos dēvē par "līdzīgiem šūnu lizosomām", jo tie ir saulainas formas struktūras, kas kalpo dažādiem starpšūnu gremošanas un aizsardzības mērķiem.
Tādējādi šo spermas pūslīšu funkcija ir sadalīt zona pellucida komponentus, kamēr spermatozoīdi virzās uz olšūnu, lai saplūstu ar tās membrānu un apaugļotu to.
Apmācība
Akromosomas morfoloģija dažādās sugās ir ļoti atšķirīga, taču gandrīz vienmēr tā ir vezikulārā struktūra, kas iegūta no Golgi kompleksa, un tā tiek sintezēta un salikta spermioģenēzes agrīnajos posmos (spermatidu diferenciācija spermā).
Akrosomu vezikulu ierobežo divas membrānas, kas pazīstamas kā akrosomālās membrānas, kuras ir viena iekšējā un viena ārējā. Šīs membrānas satur dažādas struktūras un nestrukturālas sastāvdaļas, dažāda veida olbaltumvielas un fermentus, kas ir svarīgi iekšējās matricas izveidošanai.
Šie iekšējie komponenti piedalās akrosomālas matricas izkliedē, spermas iekļūšanā caur olšūnas zona pellucida (ārpusšūnu apvalks) un mijiedarbībā starp abu gametisko šūnu plazmas membrānām.
Kā veidojas akrosoma?
Spermioģenēzes sākumā, kad meioze ir pabeigta, noapaļotās haploīdās šūnas maina savu formu uz tādu, kas raksturīga spermai.
Šī procesa laikā Golgi komplekss ir ievērojama blīvi iesaiņotu kanāliņu un pūslīšu sistēma, kas ir izplatīta reģionos pie kodola poliem. Daži no Golgi kompleksa atvasinātie pūslīši palielina izmēru un palielina to smalko granulu komponentu koncentrāciju.
Katra smalka granula izdala savu saturu, kas bagāts ar glikoproteīniem, šo lielāko vezikulu iekšienē, un tas ir tas, ko daži autori sauc par “veidošanās akrosomālo sistēmu”, no kuras vēlāk veidojas spermas galvas apvalks un akrosoma.
Vienlaicīgi ar granulu “iekraušanas” procesu šie pūslīši saņem arī vairākus glikoproteīnus, kas tiek sintezēti un aktīvi transportēti tajos.
Grauzējiem sperozioģenēzes laikā akrosomas spermas sistēmas veidošanās un evolūcijas process notiek četrās fāzēs. Pirmā ir zināma kā Golgi fāze, un tā ir tad, kad no Golgi kompleksa trans-sejas sakutām veidojas “pro-acrosomal” granulas.
Pēc tam šīs granulas saplūst, veidojot vienotu akrosomālu granulu, kas ir pagarināta, pateicoties jauno olbaltumvielu pārvietošanai no Golgi kompleksa (otrā fāze). Trešo fāzi sauc par akrosomisko fāzi un tā sastāv no akrosomas puslodes struktūras uzbūves.
Ceturtajai fāzei, kas pazīstama arī kā nogatavināšanas fāze, ir sakars ar dažādām izmaiņām, kas notiek kodolmorfoloģijā (veidošanās akrozoma atrodas tiešā kodolā), kā arī ar akrosomas migrāciju un tās izplatību visā šūnā. .
Reakcija
Kā minēts, akrosoma ir vezikula, kas atšķiras no spermas Golgi kompleksa. Procesu, kurā šīs pūslīša gaismas saturs tiek atbrīvots pirms saplūšanas starp olu un spermu seksuālās reprodukcijas laikā, sauc par akrosomu reakciju.
Šī reakcija, kā arī akrosomu morfoloģija dažādās sugās ir ļoti atšķirīga, īpaši starp mugurkaulniekiem un bezmugurkaulniekiem; tomēr abos gadījumos tas ir ļoti reglamentēts notikums.
Akrosomiskā reakcija (Avots: Cremaster caur Wikimedia Commons)
Pamatinformācija
Akrosomālā reakcija notiek tikai tad, kad vīrietis spermu izdala sievietes dzimumorgānos un pārvietojas uz olnīcām, kur atrodas olšūnas, kas nozīmē, ka šīm šūnām iepriekš ir bijuši divi nogatavināšanas procesi:
- Tranzīts caur epididimiju (vīriešu dzimumdziedzeros)
- apmācība (tranzīta laikā caur sievietes dzimumorgānu)
Tikai apmācīti spermatozoīdi spēj molekulāri "atpazīt" pellucida zonu un pievienoties tai, jo tas ir process, ko veic ogļhidrāti, kurus atpazīst specifiski spermas membrānas receptori.
Kad sperma apvienojas ar olšūnas zonu pellucida, tiek aktivizēti no kalcija atkarīgi signalizācijas ceļi, kas izraisa akrosomu eksocitozi, kas sākas ar ārējās akrosomālās membrānas saplūšanu ar spermas plazmas membrānu.
Mēslošana, tas ir, sieviešu un vīriešu kodolu saplūšana olšūnas citosolā ir iespējama tikai ar akrosomisku reakciju, jo spermatozoīdi izmanto fermentus, kas atrodas šajā pūslī, lai šķērsotu zona pellucida un sasniegtu membrānu olšūnas plazma.
Fermenti
Akrosomālajā lūmenā ir vairāki fermenti; Līdzīgas tām, kas atrodas lizosomās, ir arī dažas skābes glikohidrāzes, proteāzes, esterāzes, skābes fosfatāzes un arilsulfatāzes.
Starp akrosomālajām proteināzēm un peptidāzēm ir akrosīns, visvairāk pētītais enzīms akrosomā un tas ir endoproteināze, kura īpašības ir līdzīgas aizkuņģa dziedzera tripsīna īpašībām. Tās klātbūtne ir apstiprināta vismaz visiem zīdītājiem. Tas atrodas neaktīvā formā - proakrosīns.
Daži literatūras avoti liecina, ka šo enzīmu var atrast arī uz spermas virsmas, kur proakrosīna / akrosīna komplekss, šķiet, ir viens no receptoriem, kas nepieciešami zona pellucida atpazīšanai.
Akrosomas ir arī bagātas ar glikozidāzes fermentiem, un vispazīstamākā ir hialuronidāze, kas ir saistīta ar spermas ārējo akrosomālo membrānu un plazmas membrānu.
Starp lipāzes fermentiem, kas atrodas akrosomās, izceļas fosfolipāze A2 un fosfolipāze C. Tiem ir arī fosfatāzes, piemēram, sārmainā fosfatāze un dažas ATPāzes.
Atsauces
- Abou-Haila, A., & Tulsiani, DR (2000). Zīdītāju spermas akrosoma: veidošanās, saturs un darbība. Bioķīmijas un biofizikas arhīvi, 379. panta 2. punkts, 173. – 182.
- Berruti, G., un Paiardi, C. (2011). Akrosomu bioģenēze: veco jautājumu pārskatīšana, lai iegūtu jaunu ieskatu. Spermatoģenēze, 1 (2), 95–98.
- Dan, JC (1956). Akrosomu reakcija. Starptautiskajā citoloģijas pārskatā (5. sēj., 365-393. Lpp.). Akadēmiskā prese.
- Dan, JC (1967). Akrosomu reakcija un lizīni. Mēslošanā (237.-293. Lpp.). Akadēmiskā prese.
- Khawar, MB, Gao, H., & Li, W. (2019). Akrosomu bioģenēzes mehānisms zīdītājiem. Robežas šūnu un attīstības bioloģijā, 7, 195.
- Zālamans, EP, Bergs, LR un Martins, DW (2011). Bioloģija (9. edn). Brūka / Kola, Cengagas mācīšanās: ASV.
- Zanevelds, LJD, un De Jonge, CJ (1991). Zīdītāju spermas akrosomu fermenti un akrosomu reakcija. Zīdītāju apaugļošanas salīdzinošajā pārskatā (63.-79. Lpp.). Springers, Bostona, MA.