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

Documenti analoghi
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

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

fasi che precedono la fecondazione: nelle vie genitali maschili

fasi che precedono la fecondazione: nelle vie genitali maschili

assonema collo tratto intermedio tratto 23 cromosomi terminale 5x3 mm lunghezza mm fibre dense flagello tratto principale

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

RIPRODUZIONE SESSUATA E FECONDAZIONE

RIPRODUZIONE. Può avvenire per: Gemmazione Scissione Frammentazione

RIPRODUZIONE. Sessuata. Asessuata

RIPRODUZIONE. Sessuata. Asessuata

APPARATO GENITALE INSIEME DI ORGANI DEPUTATI ALLA : FORMAZIONE DEI GAMETI FECONDAZIONE SVILUPPO DELL EMBRIONE E DEL FETO

PARTE PRIMA EMBRIOLOGIA GENERALE

Apparato riproduttore

1. Chemioattrazione dello spermatozoo da parte dell uovo 2. Esocitosi della vescicola acrosomale (REAZIONE ACROSOMALE)

LA RIPRODUZIONE. Prof.ssa S. Di Giulio

I MAMMIFERI Sottoclasse dei Prototeri o Monotremi Sottoclasse dei Metateri o Marsupiali Sottoclasse degli Euteri o Placentati

La spermatogenesi. Processo differenziativo degli spz. A partire dagli spermatogoni

L'APPARATO RIPRODUTTORE

RIPRODUZIONE GAMETOGENESI FECONDAZIONE

RIPRODUZIONE GAMETOGENESI FECONDAZIONE

FISIOLOGIA DELLA RIPRODUZIONE MASCHILE

APPARATO GENITALE INSIEME DI ORGANI DEPUTATI ALLA : FORMAZIONE DEI GAMETI FECONDAZIONE SVILUPPO DELL EMBRIONE E DEL FETO

Dalla biologia molecolare e cellulare alla biologia generale: la riproduzione come proprietà elettiva

APPARATO RIPRODUTTORE MASCHILE

APPARATO GENITALE maschile

APPARATO GENITALE maschile

LA MITOSI E UNA FASE DEL CICLO CELLULARE 23/07/19. L accesso è gratuito siete tutti invitati. Argomenti di oggi

Apparato genitale maschile

a.a CORSO DI LAUREA IN INFERMIERISTICA Dott.ssa Marilena Greco Biologia applicata Mitosi e Meiosi

LA SPERMATOGENESI. Struttura del. testicolo. 1. Tubulo retto; 2. rete testis; 3. condottini efferenti; 4. epididimo; 5. dotto deferente.

La riproduzione. La riproduzione è il processo mediante il quale si assicura la sopravvivenza della specie. asessuata o sessuata.

Invito alla biologia.blu

apparato genitale maschile

SPERMATOGONI A(scuri) poia1(chiari) SPERMATOCITA PRIMARIO (max 64 da 1 cell) SPERMATOCITI SECONDARI SPERMATIDI SPERMATOZOI MATURI.

La fecondazione.

L apparato riproduttore femminile

GLI ESSERI VIVENTI. Gli organismi sono tutto quello che vive, che ha un ciclo vitale: nasce, cresce, muore.

Qualche cenno di genetica.

Apparato genitale maschile

Apparato genitale maschile

La Riproduzione e l Apparato Riproduttivo Umano

La meiosi MEIOSI: MITOSI: tra loro e diploidi ( doppio corredo ( singolo corredo cromosomico); -consta di due serie di divisioni meiotiche

Può essere diviso in quattro principali componenti funzionali:

LE VIE SPERMATICHE LE VIE SPERMATICHE L URETRA MASCHILE RAPPRESENTA DUNQUE UNA VIA DI PASSAGGIO COMUNEAGLI APPARATI URINARIO E GENITALE

Lo spermatozoo. Gamete maschile. Cellula altamente specializzata. Corredo cromosomico aploide (n)

Tema C Capitolo 10 L apparato riproduttore

Caratteristiche generali dei sistemi viventi

La divisione cellulare è implicata nella riproduzione asessuata e sessuata

1. Tutti gli esseri viventi sono capaci di generare nuove cellule

apparato genitale maschile

Corso di Genetica. Docente: Prof. Alberto Pallavicini MITOSI E MEIOSI

La Genetica. La scienza dell ereditarietà

LA RIPRODUZIONE IN SINTESI La riproduzione degli esseri viventi può essere di 2 tipi: agamica (o per via asessuata) o gamica (o per via sessuata)

APPARATO GENITALE INSIEME DI ORGANI DEPUTATI ALLA : FORMAZIONE DEI GAMETI FECONDAZIONE SVILUPPO DELL EMBRIONE E DEL FETO

Le sei suddivisioni della mitosi:

L APPARATO RIPRODUTTORE DEL VERRO

CICLO CELLULARE MITOSI MEIOSI

APPARATO RIPRODUTTORE FEMMINILE

Lezione 12 Ciclo Cellulare Mitosi e Meiosi

Tutti gli esseri viventi sono formati da cellule

OVOGENESI E CICLI FEMMINILI

Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino - SDB. Clinica Ginecologica e Ostetrica Direttore: Prof. Giovanni B. Nardelli

GAMETOGENESI Dove avviene la meiosi nel nostro corpo?

cenni di anatomia del testicolo

Il DNA, insieme a diverse proteine si organizza in una

Indice. 15 Prefazione alla II edizione

Riproduzione e sessualità sono inscindibili?

- Riproduzione riservata - 1

testicolo dotto deferente

Sistema genitale gonadi dotti genitali genitali esterni

La cellula. Da sito:

CELLULA. La cellula è la più piccola unità di un organismo in grado di funzionare in modo autonomo. Tutti gli esseri viventi sono formati da cellule.

MITOSI - MEIOSI. Meccanismo d azione. Prof. Popolizio Raffaele

CORSO DI LAUREA IN PSICOLOGIA A.A. 2015/2016

La vita e le sue molecole. Il mondo della cellula. Sommario. Nelle risorse digitali. Nelle risorse digitali

IL CICLO CELLULARE. Generalità Interfase. Mitosi. Citodieresi Regolazione del ciclo cellulare Fattori che influenzano il ciclo cellulare

Il gruppo4 LA CELLULA. classe I ^ A Anno 2015/2016 Prof.ssa Spolidoro. Presentano

Ciclo cellulare, suddiviso in 3 fasi principali:

Corso integrato di Biologia e Genetica

La crescita degli organi del nostro corpo si basa sull aumento del numero delle cellule che li compongono.

Caratteristiche generali dei sistemi viventi

Mitosi e meiosi: duplicazione cellulare

La meiosi divisione cellulare caratteristica degli eucarioti, sia unicellulari che pluricellulari

3. Citologia i. Strutture cellulari comuni tra cellule animali e vegetali

Tutta la vita cellulare ha le seguenti caratteristiche in comune. tutte le cellule hanno una membrana cellulare che separa il liquido extracellulare

Mitosi e Meiosi. Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene

LA RIPRODUZIONE LA RIPRODUZIONE

12/01/2017. Seminario. Meiosi SEMINARIO GAMETOGENESI. Seminario

Gli animali sono dotati di un organizzazione strutturale di tipo gerarchico

LA RIPRODUZIONE IN SINTESI La riproduzione degli esseri viventi può essere di 2 tipi: agamica (o per via asessuata) o gamica (o per via sessuata)

La Riproduzione e l Apparato Riproduttivo Umano

LA DIVISIONE CELLULARE

Biologia generale Prof.ssa Bernardo

Martini, Timmons Anatomia Umana Capitolo 27

Perchè le cellule si dividono?

Piccole dimensioni: 8µm; Testa tondeggiante; Breve tronco; Lunghissima coda; 23 cromosomi nel nucleo.

Biologia. La divisione cellulare

La cellula. Il mattone fondamentale dei viventi

ORIGINE DI UN NUOVO ORGANISMO FECONDAZIONE SEGMENTAZIONE GASTRULAZIONE ORGANOGENESI

VERIFICA La cellalula si divide, gli organismi si riproducono

Transcript:

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

Trasporto nelle vie spermatiche Le vie spermatiche sono i canali che vanno dai tubuli seminiferi all uretra Maturazione degli spermatozoi nell epididi- mo (è un canale lungo circa 7 metri) gli spermatozoi vi risiedono per circa 1-2 settimane e 1. acquistano la capacità di muoversi e di fecondare l uovo. 2. sono ricoperti da glicoproteine protettive. 3. Il fluido tubulare (prodotto soprattutto dalle cellule del Sertoli) e gli spermatozoi, che passano da 50 mln/ml a 5 mld/ml) ne escono concentrati circa 100 vescica volte. dotto eiaculatorio 4. La composizione del fluido seminale è determinata uretra dalle vescichette seminali (per il 60%), dalla prostata (30%) e dalle ghiandole bulbo-uretrali o di Cowper. epididimo pene In un campione di seme umano di 2-4 ml sono contenuti dai 200 ai 400 mln di spermatozoi (conc. minima=20 mln/ml) vitali per il 75-80 % vescichetta seminale prostata dotto deferente testicolo

60% 30% Vie genitali maschili e ghiandole accessorie

Epitelio pseudostratificato con stereociglia (epididimo di ratto). Ematossilina-Eosina.

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

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

Spermatozoi che stanno uscendo dal coagulo formatosi nella vagina. Gli enzimi coagulanti sono prodotti nella prostata e reagiscono al ph acido vaginale con substrati prodotti nelle vescichette seminali, tra cui la seminogelina1. Questa glicoproteina è presente solo nell uomo e nei primati più evoluti e sembra avere anche altre funzioni sul liquido seminale.

Spermatozoi che stanno uscendo dal coagulo formatosi nella vagina. Dopo 20-60 min il coagulo si fluidifica ad opera del PSA, antigene prostatico-specifico, una proteasi secreta dalla prostata come proenzima inattivo. La PSA è una glicoproteina specifica delle sole cellule epiteliali della prostata dove assume il ruolo di marker nel cancro prostatico.

Trasporto nelle vie genitali femminili 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.

Trasporto nelle vie femminili Spermatozoi prelevati dal liquido seminale non sono capaci di fecondare. Probabilmente nell epididimo, gli spermatozoi sono ricoperti da glicoproteine protettive che mascherano gli antigeni di superficie della membrana plasmatica impedendo l agglutinazione, la reazione acrosomiale prematura e la spermofagia ma anche la fecondazione. CAPACITAZIONE Tale rivestimento scompare progressivamente solo se lo spermatozoo passa nelle vie genitali femminili (cervice uterina, utero ed ovidotti) o in soluzioni saline (se trattato in vitro).

L attivazione degli spermatozoi 1. L acrosoma si rigonfia ed avviene la reazione acrosomale (vedi figura successiva) 2. Moti irregolari della coda dello spermatozoo. 3. La membrana plasmatica della testa dello spermatozoo diventa capace di fondersi con la membrana dell uovo. L attivazione avviene in prossimità dell uovo e le cause dell attivazione sono ancora da chiarire.

La reazione acrosomale. In presenza di Ca++ e in vicinanza dell uovo, l acrosoma si rigonfia, la membrana plasmatica si fonde con la membrana acrosomale esterna e gli enzimi dell acrosoma sono riversati all esterno. Quelli legati (ad es.: l acrosina) alla parete interna della m. acrosomale saranno utilizzati per attraversare la zona pellucida.

Lo spermatozoo deve superare 3 barriere: La corona radiata La zona pellucida La membrana vitellina Le barriere dell uovo (6-7 µm di spessore)

Penetrazione dello spermatozoo nell uovo (circa 15-20 min) 1. corona radiata: Ialuronidasi + enzima di penetrazione della corona; 2. zona pellucida: Attacco ai recettori ZP3 della zona pellucida ed attivazione della pro-acrosina in acrosina 3. La membrana vitellina: Fusione tra le membrane plasmatiche dello spermatozoo e dell uovo. Il nucleo ed un centriolo entrano nel citoplasma

Le fasi del legame e di adesione dello spermatozoo alla zona pellucida e all ovolemma ZP3

Lo spermatozoo viene a contatto con l ovocito disponendosi tangenzialmente rispetto ad esso. La fusione interessa dapprima la regione equatoriale della testa dello spermatozoo (dove è ancora presente la sua membrana plasmatica) per poi spostarsi all indietro. La parte anteriore della testa, rivestita della sola membrana acrosomiale interna, viene invece fagocitata da estroflessioni citoplasmatiche dell ovocito. Si realizza così la fecondazione con l ingresso del nucleo maschile, del centriolo prossimale, dei mitocondri e di parte del flagello di cui solo i primi due componenti restano attivi e funzionali nello zigote (così si chiama l uovo fecondato).

Fotografia di spermatozoi umani attorno all ovocita

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

Fusione tra spermatozoo e cellula uovo E un passaggio cruciale per la riproduzione sessuale, i cui dettagli molecolari finora erano sfuggiti alla comprensione dei biologi. Un nuovo studio pubblicato su Current Biology dai ricercatori del Karolinska Institut di Stoccolma, in Svezia, guidati da Luca Jovine, ha ricostruito la struttura tridimensionale di Juno, una proteina che riveste un ruolo essenziale nella fecondazione dei mammiferi. Questo processo è infatti preceduto dal legame tra Juno e la proteina Izumo1, presente sulla superficie degli spermatozoi. Han L, Nishimura K, Sadat Al Hosseini H, Bianchi E, Wright GJ, Jovine L. Divergent evolution of vitamin B9 binding underlies Juno-mediated adhesion of mammalian gametes. Curr Biol. 2016 Feb 8;26(3):R100-1. doi: 10.1016/j.cub.2015.12.034. PubMed PMID: 26859261;

Il ruolo di Juno Juno è un recettore proteico della famiglia dei recettori per l'acido folico (vitamina B9) anche se è incapace di legarsi a quella vitamina. Juno si trova sulla membrana della cellula uovo e si lega a un'altra proteina, Izumo1, presente sulla superficie dello spermatozoo. La interazione di Juno con Izumo1 media il legame tra le membrane dei gameti. Topi mancanti di una delle due non sono fertili perché non può avvenire la fusione tra i due gameti. Dopo la prima fase della fecondazione, si verifica un repentina diminuzione di Juno dalla superficie dell ovocito che diviene completa dopo 40 minuti circa. Invece, se l uovo viene fecondato mediante iniezione intracitoplasmatica di uno spermatozoo, Juno non diminuisce. Ciò suggerisce un ruolo di Juno nel prevenire la polispermia.

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: http://www.nature.com/nmeth/journal/v9/n6/full/nmeth.2029.html

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 e con la reazione della zona (perdita dei recettori 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). Attivazione dell uovo: liberazione del Ca++ dai depositi citoplasm. brusco aumento del metabolismo respiratorio preparazione alla prima mitosi formazione del fuso

Attivazione dell uovo Dopo la fusione si ha un ingresso di ioni Na+ che determina un cambiamento nella polarità della membrana (ne consegue il blocco rapido della polispermìa).

Lo spermatozoo introduce una fosfolipasi specifica (plc-zeta) in grado di scatenare le oscillazioni della concentrazione del Ca++ nell uovo. *Contengono proteasi che modificano la conformazione di ZP2 e rimuovono carboidrati da ZP3 La mobilizzazione di ioni Ca++ dopo la fecondazione induce la reazione corticale: i granuli corticali* (prodotti durante la fase preovulatoria e contenenti enzimi digestivi) sono esocitati nello spazio perivitellino. Alla reazione corticale segue la reazione della zona, per cui nella zona pellucida si modificano i recettori ZP2 e ZP3

Con la reazione corticale, i granuli corticali (prodotti durante la fase preovulatoria) sono esocitati formando lo spazio perivitellino. Con la reazione della zona, la zona pellucida perde i recettori ZP3

La fecondazione avviene nella ampolla della tuba uterina entro 24-48 ore dalla ovulazione.

06.12.2004 L'enzima che blocca la polispermia Udx1 genera perossido di idrogeno e impedisce l'accesso agli spermatozoi Una cellula uovo (oocita) può essere circondata da innumerevoli spermatozoi contemporaneamente, eppure a uno soltanto è consentito di fecondarla. In effetti, un oocita deve subire una rapida e complessa serie di cambiamenti per impedire l'ingresso di più di uno spermatozoo, un fenomeno dannoso per il normale sviluppo chiamato polispermia. Uno studio pubblicato sul numero di dicembre 2004 della rivista "Developmental Cell" fornisce interessanti informazioni sulla scoperta di un enzima che consente a un oocita di bloccare fisicamente l'ingresso di ulteriori spermatozoi dopo la fecondazione. Impedire la polispermia nei ricci di mare e in molti altri animali richiede una drammatica trasformazione che comprende uno scatto respiratorio caratterizzato dalla massiccia produzione di perossido di idrogeno vicino alla superficie dell'uovo. Nonostante questo fenomeno fosse stato descritto già oltre 100 anni or sono, il meccanismo responsabile della generazione di perossido dopo la fecondazione non è ancora del tutto chiaro. Gary M. Wessel e colleghi della Brown University di Providence hanno scoperto nei ricci di mare un enzima, differente da quelli usati dai globuli bianchi del sangue, coinvolto specificatamente nella generazione di perossido di idrogeno al momento della fecondazione. L'enzima, chiamato Udx1 (urchin dual oxidase 1), agisce insieme ad altri componenti cellulari per produrre perossido che consente all'oocita di trasformare la sua parte esterna in una barriera contro altri spermatozoi. Julian Wong, Robbert Créton, Gary M. Wessel, The Oxidative Burst at Fertilization Is Dependent upon Activation of the Dual Oxidase Udx1. Developmental Cell, Vol. 7, No. 6 (dicembre 2004).

La metafase della 2^ divisione meiotica viene riattivata 2-3 ore dopo la fecondazione, per terminare 2-3 ore dopo. I cromosomi dell uovo e dello spermatozoo sono liberi nel citoplasma e vengono circondati da due distinte membrane nucleari formando i pronuclei dello zigote. LA FECONDAZIONE Questi, in 12-16 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 24-30 ore dopo la fecondazione.

Fecondazione assistita LA FECONDAZIONE LA FECONDAZIONE LA FECONDAZIONE

LA FECONDAZIONE