Ecco il primo post di Biosproject del 2012, si lo so sono un poco in ritardo, sono passati una decina di giorni dall'inizio dell'anno; ma volevo organizzarmi bene, i buoni propositi per il blog sono tanti, speriamo di rispettarli.
Da oggi a domenica, vorrei proporvi una serie di post con il quale concludere il discorso della fecondazione iniziato qualche post fa.
Nell'ultimo post riguardande la fecondazione avevo accennato ad alcuni processi che impediscono qualsiasi fecondazione secondaria (inibizione della polispermia), prima di questo avevo solo accennato brevemente a come si verifica la fusione tra membrane plasmatiche dello spermatozoo e della cellula uovo.
Il legame dello spermatozoo con la cellula uovo induce in quest'ultima la polimerizzazione delle molecole di actina che porteranno alla formazione di una struttura nota come cono di fecondazione. Vi è un omologia in questo tra spermatozoo e uovo in quanto anche nello spermatozoo la formazione del processo digitiforme (processo acrosomico) è mediato da actina. L'azione congiunta del processo acrosomico e del cono di fecondazione porterà alla formazione di un vero e proprio ponte citoplasmatico che favorirà l'ingresso dello spermatozoo nella cellula uovo.
In organismi come il riccio di mare la fusione tra spermatozoo e cellula uovo può avvenire in tutte le regioni della membrana della cellula uovo, mentre in altre specie, tipo i mammiferi, la fusione sembra avvenire in particolari porzioni della membrana cellulare. Nel riccio di mare sembra che un ruolo importante nella fusione cone la cellula uovo sia determinato sempre dalla bindina, la quale nell'estremità amminoterminale sembra avere un lungo tratto di amminoacidi idrofobici che permettano la fusione con la membrana.
Fusione dei gameti che è strettamente correlato con l'attivazione della cellula uovo.
Ancora sul blocco rapido alla polispermia..
Nel post sull'inibizione della polispermia avevamo visto come l'introduzione di ioni sodio all'iterno dell'ambiente della cellula uovo determinasse un cambiamento del potenziale di membrana che impediva ad altri spermatozooi, dopo l'avvenuta fusione con il primo, di interagire e fecondare ancora la cellula uovo.
Questo ingresso di ioni sodio al primo contatto con lo spermatozoo sembra essere dovuto ad un particolare gruppo di recettori per l'acetilcolina nella membrana dell'uovo. In particolar modo Chambers (1997) ha dimostrato che questi recettori sembrano essere molto simili se non identici a quelli presenti nella placca motrice della membrana neuromuscolare.
Più recentemente è stato dimostrato che l'acrosoma di ricci di mare possiedono enzimi nori come colino-acetiltransferasi, gli enzim coinvolti nella sintesi dell'acetilcolina.
Il flusso di ioni sodio dura solo pochi secondi esso viene poi sostituito da un flusso massiccio di ioni calcio da depositi interni di reticolo endoplasmatico.
La modalità specifica con cui si realizza questo rilascio non è ancora conosciuta nei dettagli, ma sembra che un ruoloimportante sia svolto dall'IP3 (inositolo trifosfato).
E'stata evidenziata la presenza, nello spazio compreso tra la vescicola acrosomica e il nucleo dello spermatozoo, la presenza di un enzima, noto come ossido nitrico sintetasi, coinvolto nell formazione dell'ossido nitrico, che ritroviamo anche nel sistema nervoso agendo come neurotrasmettitore, l'unico in forma gassosa.
Durante il passaggio attraverso la gelatina della cellula uovo, la Nos viene attivata producendo ossido nitrico il quale una volta riversato all'interno della cellula uovo, innesca una catena di trasduzione del segnale che culmina con la produzione di IP3 e rilasio di ioni calcio. Durante la reazione di formazione dell'IP3 viene prodotto anche DAG il qualche innesca la produzione di molecole che amplificheranno ulteriormente il rilascio di ioni calcio. Insomma viene innescato un rilascio di ioni calcio e di reazioni che a loro volta indurrano un rilascio di ioni calcio ancora maggiore.
La modalità con cui lo ione calcio si rilascia è stato studiato anche nelle uova di medaka, il pesce rosso giapponese. Sono state usate le uova di questo organismo in quanto abbastanza grandi da poter essere maneggiate con facilità in laboratorio; il rilasico di ioni calcio è stato osservato usando particolari macchine fotografiche stroboscopiche in grado di scattare immagini in successione ad altissima velocità. E'stata sfruttata una proteina nota come equorina in grado di produrre luce quando lega gli ioni calcio, in questo modo è stato possibile osservare la produzione di una vera e propria onda di clacio che si propagava da punto in cui era penetrato lo spermatozoo. l'equorina venne estratta da batteri simbionti della medusa aequorea.
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