apresentação do powerpoint · •finalmente os pro-núcleos se fusionam formando o zigoto....

Fertilização

Professor: Arturo Arnáez Vaella

Introdução

Fonte: http://biologia-no-vestibular.blogspot.com.br/2012/06/ufpb-reproducao-humana.html

Introdução

• Para poder fertilizar o ovócito o espermatozoide deve

atravessar as camadas que envolvem o ovócito.

• Início: penetração através da corona radiata

• Final: mistura dos cromossomos paternos e maternos

(formação do zigoto).

Introdução

Fonte: Carlson B. Embriologia Humana e Biologia do Desenvolvimento. 5th ed. Elsevier; 2014.

Penetração da corona radiata

• O encontro acontece na ampola uterina.

• A primeira fase consiste em atravessar corona radiata +

matriz com células do cúmulus oophurus.

• A hialuronidase dos espermatozoides degrada o ácido

hialurônico intercelular.

• Também influi o movimento próprio dos espermatozoides.

Penetração da corona radiata

Ácido hialurônico (sem H+ é hialuronato):

Fonte: Lehninger, A. L., Nelson, D. L. 1., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry (5th ed.)

Penetração da zona pelúcida

• Composição em humanos:

- 4 tipos de glicoproteínas: ZP1, ZP2, ZP3 e ZP4

• ZP2 e ZP3 formam filamentos longos.

• ZP1 e ZP4 forma pontes entre filamentos.


Fonte: Asian Journal of Andrology (2011) 13, 97–105

A composição

da zona

pelúcida

depende da

espécie. Asian Journal of

Andrology (2011) 13, 97–

105


• Adesão: através de uma molécula de ácido siálico presente

no oligossacarídio O-ligado na ZP3.

Fonte: Lehninger, A. L., Nelson, D. L. 1., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry (5th ed.)


• Então, ZP3 atua como receptor específico para alguma

molécula da membrana plasmática do espermatozoide.

Ainda não foi identificada.

• Reação acrossômica: fusão da membrana acrossômica

externa com a membrana plasmática e liberação das

enzimas do acrossomo.


Processo de fusão das membranas e liberação das enzimas durante a reação acrossômica:

Fonte: https://www.78stepshealth.us/human-physiology/fertilization.html


Reação acrossômica:

• ZP3 é fundamental na indução (estimulação de

proteina G).

• Acontece um influxo de Ca2+ e de Na+ e um efluxo de

H+ (aumento de pH intracelular).


Cascata de sinalização intracelular durante a reação acrossômica:

Fonte: Asian Journal of Andrology (2011) 13, 97–105


• A penetração pela zona pelúcida implica a ação das

enzimas (principalmente acrosina) e o movimento próprio

do espermatozoide.

• Finalmente chega ao espaço perivitelino e pode contatar a

membrana do ovócito.

Fusão das membranas dos gametas

• Duas fases:

- Adesão das membranas

- Fusão das membranas

• Moléculas de adesão:

- Ovócito secundário: integrina α6 e CD9.

- Espermatozoide: fertilina e ciritestina


Fonte: Reproduction (2004) 127 423–429


• Para que aconteça a fusão se precisa que previamente ocorra a reação acrossômica.

• Ingressam: cabeça, peça intermediária e cauda (a membrana fica na parte externa).

• As mitocôndrias do espermatozoide não aportam DNA mitocondrial.

• O centrossoma do espermatozoide participará na primeira mitose.

Prevenção da polispermia

• Polispermia: fertilização do ovócito por mais de um

espermatozoide.


• Bloqueio rápido:

- Despolarização da membrana do ovócito (de -70 para +10

mV)

- Esse bloqueio da tempo para gerar o segundo bloqueio.


Concentração de íons em uma célula muscular de rã em repouso (em mM):

Fonte: Rodas Duran J. Biofisica. Sao Paulo: Prentice Hall; 2003.


Esquema da distribuição de íons fora e dentro de uma célula:

Fonte: Purves W. Life, the science of biology. 7th ed. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates; 2004.


Variação do potencial de membrana do ovócito durante a entrada do espermatozoide:

Fonte: http://courses.biology.utah.edu/bastiani/3230/DB%20Lecture/Lectures/a5fert.html


• Após a entrada do espermatozoide surgem ondas de Ca2+

através do citoplasma do ovócito.

• Induz a conclusão da meiose II (lembrar 2.a paralisação).

• Induz a fusão dos grânulos corticais (contém enzimas e

polissacarídeos) com a membrana plasmática do ovócito.

• Resultado: reação zonal (bloqueio lento da polispermia)


Fonte: International Review of Cytology. 209: 117–206


• Bloqueio lento:

- As enzimas liberadas dos grânulos corticais penetram a

zona pelúcida hidrolisando ZP3 (reação zonal).

- Sendo ZP3 o receptor de espermatozoides, sua hidrólise

evita permanentemente a entrada de outro.

- Também acontecem mudanças em receptores da membrana

plasmática do ovócito.

Ativação metabólica do ovócito

• Além dos dois bloqueios, a entrada do espermatozoide

induz aumento da respiração e o metabolismo (importante

na fase de clivagem).

• Molécula envolvida: fosfolipase C zeta.

• É essa molécula que causa as ondas de Ca2+.

Formação dos pró-núcleos

• Gameta masculino:

- O DNA se separa das protaminas (redução de pontes

dissulfeto) e se une às histonas (processo oposto àquele da

espermiogênese).

- Agora o núcleo do espermatozoide se denomina pro-núcleo

masculino.


Substituição de histonas por protaminas:

Fonte: Tollefsbol T. Transgenerational Epigenetics. 1st ed. Elsevier; 2014.

Após a entrada do

espermatozoide no ovócito, voltam as histonas


• Gameta feminino:

- Após a conclusão da meiose II se libera o gameta feminino

definitivo (ovócito maduro) e o segundo corpo polar.

- Forma-se a membrana pronuclear ao redor dos

cromossomos do ovócito formando o pró-núcleo feminino.


Fonte: Langman, J., & Sadler, T. (2012). Langman's medical embryology (12th ed.).

Formação do zigoto

• Os pro-núcleos aparecem 6 a 8 h após a entrada do

espermatozoide e se mantém entre 10 a 12 h.

• Durante esse intervalo seu DNA sofre replicação (como

acontece antes de qualquer mitose).

• Finalmente os pro-núcleos se fusionam formando o zigoto.

Consequências da fertilização

• Estimula o ovócito a completar a meiose II.

• Restauração do número diploide de cromossomos

• Determinação do sexo genético pelo espermatozoide

• A mistura dos cromossomos é fonte de variabilidade.

• Ativação metabólica do zigoto

Referências bibliográficas

• Carlson, B. (2014). Embriologia humana e biologia do

desenvolvimento (5° ed.). Rio de Janeiro: Elsevier/Saunders.

(Capítulo 2)

• Animação muito ilustrativa:

https://www.youtube.com/watch?v=_5OvgQW6FG4

apresentação do powerpoint · •finalmente os pro-núcleos se fusionam formando o zigoto....

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