Az akroszómát olyan vezikuláris szervek leírására használják, amelyek megelőzik a gerinces és gerinctelen állatok sperma sejtjeinek (spermatozoidainak) magját, és kifejezetten konfigurált fehérjékből és enzimekből állnak.
A sperma a ivarsejtek vagy a férfi nemi sejtek. A szervezet genetikai terhelésének a fele, amely őket kiváltja, vagyis haploid sejtek, és fő funkciójuk a nőstény által termelt petesejt megtermékenyítése, hogy genetikailag új egyén alakuljon ki.
A legtöbb állatban a sperma olyan mobil sejtek, amelyek testét két jól meghatározott régióra osztják: fejre és farokra, mindkettő ugyanazon plazmamembránnal van lefedve. A fej az a rész, amely a sejtmagot és a citoszol nagy részét tartalmazza, míg a farok egy flagellaris szerkezet, amely a mozgékonyságot szolgálja.
Az akroszóma a sperma sejtek fejében helyezkedik el, konkrétan a távoli végén, amely gyakorlatilag az egész sejtfelületet lefedi, és az ebben a vezikulában található fehérjék különleges funkciókat látnak el a megtermékenyítés során.
Acroszóma funkciók
A sperma szerkezetének és az akroszóma helyének vázlata (Forrás: Gevictor a Wikimedia Commons segítségével)
Az akroszómák elsődleges funkcióval bírnak a megtermékenyítés során, a sperma a petesejt zona pellucida-jával való kapcsolódásának helyén (amely ennek a női gametikus sejtnek a külső burkolata), amit néhány kapcsolódó meddőségi vizsgálat is kimutatott. ezen vezikuláris szerkezet hibáival.
Néhány tudományos cikkben megtalálható ezeknek az organelláknak a leírása, ahol azokat "a sejtes lizoszómákhoz hasonlónak" nevezik, mivel ezek zsák alakú struktúrák, amelyek különféle sejten belüli emésztési és védelmi célokat szolgálnak.
Így ezeknek a spermium-vezikuláknak a funkciója a zona pellucida alkotóelemeinek lebontása, miközben a sperma a petesejt felé halad, hogy membránjával összeolvadjon és megtermékenyítse.
Kiképzés
Az akroszóma morfológia fajok között nagyon eltérő, de szinte mindig a Golgi-komplexből származó vezikuláris szerkezet, amelyet a spermiogenezis korai szakaszában szintetizálnak és összeszerelnek (a spermatizmusok differenciálása spermákká).
Az akroszómális vezikulumot két, az akroszomális membránnak nevezett membrán határolja, amelyek egy belső és egy külső. Ezek a membránok különböző szerkezeti és nem szerkezeti komponenseket, különféle típusú fehérjéket és enzimeket tartalmaznak, amelyek fontosak a belső mátrix kialakításához.
Ezek a belső komponensek részt vesznek az akroszómális mátrix diszpergálásában, a sperma behatolásában a petesejt zona pellucida-ján (extracelluláris burkolat) és a két gametikus sejt plazmamembránjainak kölcsönhatásában.
Hogyan alakul ki az akroszóma?
A spermiogenezis kezdetén, amikor a meiozis elkészült, a lekerekített haploid sejtek alakját megváltoztatja a spermára jellemző alaknak.
A folyamat során a Golgi-komplex egy sűrűn csomagolt tubulusok és vezikulumok kiemelkedő rendszere, amelyek a sejtmag pólusaihoz közeli régiókban helyezkednek el. A Golgi-komplexből származó egyes vezikulák méretét növelik és növelik a finom szemcsés komponensek koncentrációját.
Minden finom szemcsék felszabadítják gazdag glikoprotein-tartalmát ezen nagyobb vezikulák belsejében, és ez az, amit egyes szerzők „a kialakulásban lévő akroszómális rendszernek” hívnak, ahonnan a spermafejet és az akroszómát képezik.
A granulátum „betöltési” folyamatával párhuzamosan ezek a vezikulák is több glikoproteint kapnak, amelyeket szintetizálnak és aktívan szállítanak bennük.
Rágcsálókban az akroszómális spermarendszer kialakulásának és evolúciójának folyamata négy szakaszban zajlik a spermiogenezis során. Az elsőt Golgi-fázisként ismerték, és akkor fordul elő, amikor a pro-akroszómális szemcsék képződnek a Golgi-komplex transzformált felületének szacculláiból.
Ezt követően ezek a granulátumok összeolvadnak, és egyetlen akroszómális granulátumot képeznek, amelyet meghosszabbítanak az új fehérjéknek a Golgi komplexből történő áthelyezésének köszönhetően (második fázis). A harmadik fázist akroszómás fázisnak nevezzük, és az akroszóma félgömb alakú szerkezeti konformációjából áll.
A negyedik fázist, más néven az érési fázist, a nukleáris morfológiában bekövetkező különféle változásokkal kell szembenézni (a képződött akroszóma a mag közelében van), valamint az akroszóma vándorlásával és eloszlásával a sejtben..
Reakció
Mint már említettük, az akroszóma olyan vezikulum, amely különbözik a sperma Golgi komplexétől. Az a folyamat, amelynek során ennek a vezikulumnak a luminalis tartalma felszabadul a petesejt és a sperma közötti fúzió előtt, a szexuális szaporodás során, akroszómás reakcióként ismert.
Ez a reakció, valamint az akroszómák morfológiája fajokonként nagyon eltérő, különösen gerinces és gerinctelen állatok között; azonban mindkét esetben ez egy nagyon szabályozott esemény.
Akuszomikus reakció (Forrás: Cremaster a Wikimedia Commons segítségével)
Háttér
Az akroszómás reakció csak akkor következik be, amikor a hím a nőstényt a nőstény nemi szervébe engedi, és a petefészekbe utazik, ahol a tojások találhatók, ami arra utal, hogy ezek a sejtek korábban két érési folyamaton mentek keresztül:
- Átutazás az epididymisen (hímmirigyekben)
- Képzés (a nő nemi traktusán történő áthaladás során)
Csak a képzett sperma képes molekulárisan "felismerni" a zona pellucida-t és csatlakozni hozzá, mivel egy szénhidrátok által közvetített folyamat, amelyet a spermamembránon lévő specifikus receptorok felismernek.
Amikor a sperma egyesül a tojás zona pellucidájával, kalcium-függő jelátviteli útvonalak aktiválódnak, amelyek kiváltják az akroszóma exocitózist, amely a külső akroszómális membrán és a sperma plazmamembránjának fuzionálásával kezdődik.
A megtermékenyítés, azaz a női és a férfi magok fuzionálása az ovulus citoszoljában csak az akroszómás reakció révén lehetséges, mivel a sperma az ebben a vezikulában található enzimeket használja a zona pellucida átlépésére és a membrán elérésére. a petesejt plazma.
enzimek
Az akroszómális lumenben számos enzim található; A lizoszómákhoz hasonlóan vannak néhány savas glikohidro-záz, proteáz, észteráz, sav-foszfatáz és aril-szulfatáz is.
Az akroszómális proteinázok és a peptidázok között szerepel az akrosin, az akroszómában a legtöbb tanulmányozott enzim, amely endoproteináz, amelynek tulajdonságai hasonlóak a hasnyálmirigy tripszinéhez. A jelenlétét legalább minden emlősnél megerősítették. Inaktív formájában, proakrosinban van jelen.
Néhány irodalom szerint ez az enzim megtalálható a sperma felületén is, ahol a proakrosin / akrosin komplex úgy tűnik, hogy az egyik receptor a zona pellucida felismeréséhez szükséges.
Az akroszómák gazdagok a glikozidáz enzimekben is, és a legismertebb a hialuronidáz, amely kapcsolódik a sperma külső akroszómális membránjához és plazmamembránjához.
Az akroszómákban jelenlévő lipáz enzimek közül a foszfolipáz A2 és a foszfolipáz C különböznek, és foszfatázokkal, például lúgos foszfatázzal és néhány ATPázokkal is rendelkeznek.
Irodalom
- Abou-Haila, A., és Tulsiani, DR (2000). Emlősök akroszóma: kialakulása, tartalma és működése. Biokémiai és biofizikai archívumok, 379 (2), 173-182.
- Berruti, G. és Paiardi, C. (2011). Acroszóma biogenezis: A régi kérdések újbóli felülvizsgálata új betekintés érdekében. Spermatogenesis, 1 (2), 95-98.
- Dan, JC (1956). Az akroszóma reakció. A citológia nemzetközi áttekintésében (5. kötet, 365-393. Oldal). Academic Press.
- Dan, JC (1967). Akroszóma reakció és lizinek. Fertilization-ban (237-293. Oldal). Academic Press.
- Khawar, MB, Gao, H., és Li, W. (2019). Az akroszóma biogenezis mechanizmusa emlősökben. Határok a sejt- és fejlődési biológiában, 7, 195.
- Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
- Zaneveld, LJD és De Jonge, CJ (1991). Emlős spermium akroszómális enzimei és az akroszóma reakció. Az emlősök megtermékenyítésének összehasonlító áttekintésében (63-79. Oldal). Springer, Boston, MA.