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25.3: 受精
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25.3: 受精

在受精过程中,卵子和精子细胞融合在一起,形成一个新的二倍体结构。在人类中,一旦卵子从卵巢中释放出来,该过程就会发生,并进入输卵管。该过程需要几个关键步骤:1)生殖道中存在的精子必须定位卵子; 2)一旦出现,精子需要释放酶,以帮助它们穿过卵子的保护性透明带; 3)单个精子细胞和卵子的膜必须融合,精子释放其内容物 - 包括其细胞核和中心体 - 进入卵子的细胞质。如果这些步骤成功,则雄性和雌性配子的遗传物质结合,并开始有丝分裂细胞分裂,从而产生二倍体胚胎。

钙信号转导与受精

精子与卵细胞的结合引起了各种变化,其中钙离子波 (Ca2+) 通过卵细胞产生。这种振荡是由精卵融合引起的,是由于卵细胞内质网中内源性 Ca2+ 的释放和吸收以及卵细胞外环境中内源性Ca2+的同时释放和吸收引起的。重要的是,钙信号通过引起位于卵细胞质膜正下方的称为皮质颗粒的囊泡,将其内容物释放到透明带下方的开放空间,来调节卵细胞。这些内容包括切割精子结合蛋白的酶,这种酶能改变透明带的表面,阻止额外的精子细胞进入;这一过程是一种由多个雄配子阻滞到多精子或受精的过程。

此外,Ca2+波也激活卵细胞。有趣的是,卵子在减数分裂时从卵巢中释放出来,然后在受精后才恢复这一过程。这种复苏的部分原因是受精诱导的 Ca2+ 信号,它激活了卵细胞中能够启动分裂的激酶。一旦减数分裂重新开始,卵子分裂成两个细胞:一个大的成熟卵子(也称卵子)包含大部分细胞质,一个较小的极体随后溶解。在减数分裂完成后,卵子包含一个细胞核,其中有一组不重叠的染色体,称为卵子原核。

原核连接

随着卵子原核的形成,精子的遗传物质也会发生变化。最初,精子的染色质紧密堆积;然而,一旦精子的细胞核进入卵细胞,其膜就会溶解,染色体开始解体。一个新的核膜建立在松散堆积的精子材料周围,产生精子原核。有趣的是,受精时精子的中心体也被导入卵细胞质,这种结构将在卵和精子原核之间定向,形成微管,将这些结构相互吸引。当它们相遇时,原核失去膜,染色体混合,有丝分裂过程开始。


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