LA FECONDAZIONE Si attua in 4 fasi: 1) Avvicinamento dei gameti 2) Penetrazione delle barriere dell uovo 3) Reazioni dell uovo 4) Unione dei cromosomi

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1 LA FECONDAZIONE Si attua in 4 fasi: 1) Avvicinamento dei gameti 2) Penetrazione delle barriere dell uovo 3) Reazioni dell uovo 4) Unione dei cromosomi

2 Vie genitali maschili e ghiandole accessorie FECONDAZIONE

3 Epididimo 3 funzioni principali Maturazione degli spermatozoi (2-12 gg) Conservazione degli spermatozoi fino alla eiacualzione Trasporto peristaltico lungo il canale dell epididimo FECONDAZIONE

4 Trasporto nelle vie genitali femminili FECONDAZIONE Diagramma dell apparato genitale femminile e del percorso che gli spermatozoi devono compiere per raggiungere l ovocita (30-40 cm)

5 FECONDAZIONE Fotografia di spermatozoi che stanno uscendo dal coagulo formato nella vagina. Dopo min il coagulo si fluidifica ad opera del PSA, antigene prostatico-specifico,

6 Trasporto nelle vie genitali femminili FECONDAZIONE Dalla vagina al collo dell utero (cervice uterina): solo l 1% degli spermatozoi sopravvive; Una volta superato l ostacolo, essi risalgono l utero e si dirigono preferenzialmente nella tuba che contiene l ovocita. La propulsione è data dal flagello e dalle correnti ciliari dell ovidutto.

7 L attivazione degli spermatozoi Quando è in prossimità dell uovo lo spermatozoo si attiva: 1. I movimenti della coda dello spermatozoo da ondulatori diventano a colpo di frusta. 2. La membrana plasmatica della testa dello spermatozoo espone recettori per la zona pellucida e si modifica (divienta capace di fondersi con quella dell ovocito. 3. L acrosoma si rigonfia e si prepara per la reazione acrosomiale (vedi avanti)

8 Penetrazione dello spermatozoo nell uovo (circa min) Lo spermatozoo deve superare 3 barriere: 1. La corona radiata 2. La zona pellucida 3. La membrana vitellina FECONDAZIONE

9 Penetrazione dello spermatozoo nell uovo (circa min) Lo spermatozoo deve superare 3 barriere: 1. La corona radiata 2. La zona pellucida 3. La membrana vitellina 1. grazie ad enzimi digestivi per la penetrazione della corona + movimenti del flagello;

10 Penetrazione dello spermatozoo nell uovo (circa min) Lo spermatozoo deve superare 3 barriere: 1. La corona radiata 2. La zona pellucida 3. La membrana vitellina 2. La membrana plasmatica della testa dello sp.zoo si attacca alla zona pellucida (ZP3 è il recettore) e poi reazione acrosomiale

11 Le fasi del legame e di adesione dello spermatozoo alla zona pellucida e all ovolemma ZP3 FECONDAZIONE La reazione acrosomiale avviene con rottura della membrana della testa dello spermatozoo ed espulsione degli enzimi liberi nello spazio circostante.

12 Penetrazione dello spermatozoo nell uovo (circa min) Lo spermatozoo deve superare 3 barriere: 1. La corona radiata 2. La zona pellucida 3. La membrana vitellina 3. Fusione tra le membrane plasmatiche dello spermatozoo e dell uovo.

13 FECONDAZIONE con l ingresso del nucleo maschile l uovo è fecondato (ora si chiama zigòte) entrano anche: un centriolo, dei mitocondri e parte del flagello ma solo il nucleo ed il centriolo restano attivi e funzionali

14 FECONDAZIONE Fotografia di spermatozoi umani attorno all ovocita

15 FECONDAZIONE Fotografia al MES di uno spermatozoo che ha iniziato ad entrare nell uovo.

16 Le reazioni dell uovo Dopo l entrata dello spermatozoo, l uovo fecondato (zigote) deve: Impedire l ingresso di altri spermatozoi (polispermia) con la reazione corticale (esocitosi del contenuto dei granuli corticali) e con la reazione della zona (modificazione dei recettori ZP2 e ZP3), eventi che si completano pochi minuti dopo la fecondazione Compiere la seconda divisione meiotica ed espellere il secondo globulo polare (entro circa 4 h dopo la fecondazione).

17 FECONDAZIONE la reazione corticale: i granuli corticali (contenenti enzimi digestivi) sono esocitati nello spazio perivitellino. Alla reazione corticale segue la reazione della zona, con la modificazione dei recettori ZP2 e ZP3 della zona pellucida

18 FECONDAZIONE La fecondazione avviene nella ampolla della tuba uterina entro ore dalla ovulazione.

19 La metafase della 2^ divisione meiotica viene riattivata 2-3 ore dopo la fecondazione, per terminare 2-3 ore dopo. FECONDAZIONE 1 2 I cromosomi dell uovo e dello spermatozoo sono liberi nel citoplasma e vengono circondati da due distinte membrane nucleari formando i pronuclei dello zigote. Questi, in ore, migrano verso il centro e duplicano i cromosomi Successivamente le membrane dei pronuclei si rompono ed i cromosomi si dispongono in piastra metafasica per la prima mitosi, completata in ore dopo la fecondazione. N.B. l ovocito manca di centrioli per cui il fuso mitotico sarà assemblato nello zigote solo dopo la duplicazione del centriolo portato dallo spermatozoo. 3 4

20 FECONDAZIONE Fecondazione in vitro (ICSI) FECONDAZIONE FECONDAZIONE iniezione di uno spermatozoo in un ovocito umano. La micropipetta più grande serve a tenere l ovocito in posizione, mentre l altra inserisce lo spermatozoo. Dopo l iniezione, la membrana dell ovocito e la zona pellucida si sigillano spontaneamente

21 FECONDAZIONE

22 I mitocondri sono ereditati per linea materna Il genoma mitocondriale è indipendente da quello nucleare racchiuso nei cromosomi. Recentemente (2012) è stato sequenziato da Ernesto Picardi e Graziano Pesole, rispettivamente ricercatore e direttore dell'istituto di biomembrane e bioenergetica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ibbe-Cnr) e docenti di Biologia molecolare del dipartimento di Bioscienze, biotecnologie e scienze farmacologiche dell'universita' di Bari. Il Dna mitocondriale dà un suo contributo nella patogenesi di molte malattie genetiche. Quello dei mitocondri costituisce circa il 2% del DNA cellulare e assolve funzioni di importanza vitale. Mutazioni del genoma mitocondriale sono responsabili di malattie gravissime che compromettono la funzionalita' del sistema muscolare e nervoso o che sono associate a processi di invecchiamento e tumorigenesi. Le malattie cosiddette mitocondriali, come la sindrome di Leigh, di Kearns-Sayre, di Pearson o diverse encefalopatie e neuropatie, hanno un'incidenza media di 1/4000, colpiscono soprattutto bambini e si distinguono per il fatto che, come il DNA mitocondriale, sono ereditate esclusivamente per via materna. Per approfondimenti: