第七章-受精的机制.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 受精的机制,受精（,fertilization,）：两性细胞融合并创造出具备源自双亲遗传潜能的新个体的过程。,受精过程活动,（,1,）性活动（双亲基因的组合）,（,2,）复制活动（新生个体的产生）,受精的功能：,将父母的基因传递给子代,确保卵子继续发育，保证生命的延续,受精过程：卵母细胞成熟,精子获能,精卵间的接触和识别,精子入卵,卵的激活并开始发育。,（整个过程实际上为激素调控下的级联反应。）,第一节 卵母细胞成熟,形态标志,：核膜破裂（,GVBD,）、染色体凝聚、纺锤体形成和第一极体排出,分子变化,：,cAMP,浓度下降，,Ca,2+,浓度上升，蛋白质合成增加，蛋白质去磷酸化或磷酸化，促成熟因子（,MPF,）之类的生物活性物质出现。,(,机制见课本图,7.1),第二节、精子获能,精子获能（,capacitation,）,:,精子在生殖道获能因子的作用下，精子膜发生一系列变化，产生生化和运动方式的改变，具有穿过卵母细胞周围的滤泡细胞和透明带的能力。,顶体反应前的精子,B.,顶体反应时，顶体外膜和精子质膜多处发生融合，并释放内含物。,C,D,图。,顶体反应完成，精子向前运动，囊状膜及释放的内含物一起留在精子后面。,哺乳动物精子发生顶体反应过程,棘皮动物精子的顶体反应,结合蛋白在顶体突上的定位,第四节 配子遗传物质的融合,对于哺乳动物，精子进入卵母细胞后，卵母细胞质中谷胱甘肽将雄原核,DNA,周围的鱼精蛋白的二硫键还原，使精子染色质凝聚。随着卵母细胞完成第二次减数分裂，雄原核增大，中心体装配成星体，并促使雌、雄原核朝彼此的方向迁移，在迁移中复制各自的,DNA,。雌、雄原核会合后，核膜崩解，染色质浓缩成染色体，定位于有丝分裂纺锤体上，在两细胞期形成真正的二倍体。,1.,精,-,卵质膜融合,2.,原核形成与迁移,精子入卵，未有第二极体排除,退化的极体,海胆雌雄原核的迁移与融合,雄原核,雌原核,核间桥,第五节 卵的激活,概念 成熟的卵母细胞处于休眠状态，表现为代谢降低，蛋白和核酸的合成大幅度降低，其中,DNA,的合成完全停止。经精子刺激，成熟卵从休眠状态进入活动状态，称为卵激活,。,精子诱导卵激活的两种假说,（,1,）受体假说：精卵相互作用活化,PLC,，作用于,PIP,2,，使其水解为,IP,3,和,DAG,。其中,IP,3,与,Ca,2+,贮存位点结合，促使,Ca,2+,从内质网中释放；,DAG,则激活,PKC,，加速,Na,+,的流入和,H,+,的流出，使卵内,PH,上升，从而诱导卵的激活。,（,2,）融合假说：伴随精子与卵质膜的融合，一种可溶性精子因子入卵，激活卵子。,Ca,2+,和,PKC,是卵激活的主要因子,（,1,）,Ca,2+,许多研究证明，精子诱发,Ca2+,含量的瞬间上升在卵激活介导的皮质反应和减数分裂的恢复中起重要作用。含量的上升足够诱导卵激活事件的发生，如皮质反应、极体排出、原核形成、,DNA,合成。,(2),PKC,PKC,是信号转导途径中一个重要的酶类。现认为人卵,PKC,的调节子可能是信号效应子，而该效应子是受源自,ryanodine,敏感的,Ca,2+,贮存库的信号作用。,受精为雌雄配子间系列有序、相互协调且复杂的作用过程。,第六节 精,卵相互激活作用,一、卵子对精子的激活,二、精子对卵子的激活,（一）多精入卵阻滞,1.,皮质反应（,cortical reaction,）,2.,多精子入卵阻滞反应,（,1,）透明带反应（,zona reaction,）,(2),卵质膜反应或卵黄膜反应,（,vitelline reaction,）,（二）卵子代谢的激活,皮质反应,:,当精子与卵质膜接触时,皮质颗粒在精子入卵处与卵质膜相融合,并将颗粒内容物以胞吐方式排入卵周隙内,这种胞吐现象逐渐向卵质膜的四周扩散直达整个卵质膜。,透明带反应：在精子穿卵过程中，由于顶体酶的作用，引起透明带发生一系列反应，阻止多精受精的现象。,精子穿卵过程中，由于精子顶体酶类和皮质反应引起的皮质颗粒胞吐的蛋白水解酶类，作用于透明带上，引起的透明带防止多精受精的现象。,卵质膜反应（卵黄膜反应）：在皮质反应后，卵质膜发生一系列反应，防止多精受精的现象。,皮质反应后，皮质颗粒的胞吐物直接作用于卵周隙内的多余精子及卵质膜引起质膜结构和性质发生变化，防止多精入卵的现象。,G,蛋白激活,PLC,激活,PIP,2,精子膜与卵子膜融合,钙库内,Ca,2+,释放,皮质反应,IP,3,细胞外,Ca,2+,完成第二次减数分裂,阻止多精受精,MPF,和,CSF,失活,蛋白质合成,DNA,复制,胞质内物质运动,代谢激活,DAG,PKC,激活,PH,升高,Na,+,/H,+,交换,哺乳动物卵子激活的磷酸肌醇系统调控,注：,CSF(cytostatic factor),细胞静止因子,海胆受精过程的封闭反应及卵细胞的活化路径,事件 时间,精卵结合,0,秒,膜电位升高,(,快封闭反应,)1,秒内,精卵细胞膜融合,6,秒内,初次检测到钙离子含量升高,6,秒,皮质颗粒外排,(,慢封闭反应,)15-60,秒,NAD,激酶被激活 始于,1,分钟,NAD,和,NADH,含量上升 始于,1,分钟,耗氧量上升 始于,1,分钟,精子进入,1-2,分钟,酸外排,1-5,分钟,pH,值升高并保持,1-5,分钟,精子染色质解聚,2-12,分钟,雄原核向卵细胞中央迁移,2-12,分钟,雌原核向雄原核迁移,5-10,分钟,蛋白合成被激活 始于,5-10,分钟,氨基酸转运被激活 始于,5-10,分钟,DNA,合成被激活,20-40,分钟,有丝分裂,60-80,分钟,第一次卵裂,85-95,分钟,海胆受精过程,