Bevruchting

Tijdens de bevruchting smelten een eicel en een zaadcel samen om een nieuwe diploïde structuur te creëren. Bij mensen vindt het proces plaats zodra de eicel uit de eierstok is losgelaten en in de eileiders terechtkomt. Het proces vereist verschillende belangrijke stappen: 1) sperma dat aanwezig is in het genitale kanaal moet het ei lokaliseren; 2) eenmaal daar, moet het sperma enzymen afgeven om hen te helpen door de beschermende zona pellucida van het ei te dringen; en 3) de membranen van een enkele zaadcel en een eicel moeten versmelten, waarbij het sperma de inhoud ervan – inclusief de kern en het centrosoom – in het cytoplasma van de eicel afgeeft. Als deze stappen succesvol zijn, wordt het genetische materiaal van de mannelijke en vrouwelijke gameten gecombineerd en begint de mitotische celdeling, waardoor een diploïde embryo ontstaat.

Calciumsignalering en bevruchting

De binding van de zaadcel en de eicel brengt verschillende veranderingen teweeg, waaronder de productie van golven van calciumionen (Ca ²⁺ ) die door de eicel pulseren. Zo'n oscillaties worden geïnitieerd door de fusie van een sperma- en eicel en zijn het resultaat van zowel de afgifte en opname van endogeen Ca2 + in het endoplasmatisch reticulum van een eicel en de gelijktijdige afvoer en opname van dergelijke ionen uit de extracellulaire omgeving van de eicel. De calciumsignalering in de eicel wordt veranderd door vesikels, corticale korrels genaamd, te veroorzaken die direct onder het plasmamembraan liggen om hun inhoud af te geven in de open ruimte onder de zona pellucida. Deze inhoud omvat enzymen die spermabindende eiwitten splitsen en het oppervlak van de zona pellucida veranderen, waardoor extra zaadcellen niet kunnen binnendringen; dit proces is een soort blokkering van polyspermie, of bevruchting door meerdere mannelijke gameten.

Bovendien "activeren" Ca ²⁺ -golven ook de eicel. De meiose van een eicel wordt gestopt wanneer het uit de eierstok wordt losgelaten en het proces wordt pas na bevruchting hervat. De bevruchting is gedeeltelijk verantwoordelijk voor de inductie van de Ca ²⁺ </sup> signalering, die kinasen in de eicel activeert die in staat zijn om de deling te versnellen. Zodra de meiose opnieuw begint, verdeelt de eicel zich in twee cellen: een groot volwassen eicel dat het grootste deel van het cytoplasma bevat, en een kleiner poollichaam dat vervolgens oplost. Na voltooiing van de meiose bevat de eicel een kern met één set niet-gedupliceerde chromosomen, de ei-pronucleus genoemd.

De Pronucleus

Terwijl de pronucleus van het ei zich vormt, treden er ook veranderingen op in het genetisch materiaal van het sperma. Aanvankelijk is de chromatine van het sperma stevig verpakt. Zodra de kern van het sperma de eicel binnendringt, lost het membraan op en beginnen de chromosomen te ontrafelen. Een nieuw kernmembraan wordt rond het losjes gepakte spermamateriaal gelegd, waardoor de pronucleus van het sperma wordt gegenereerd. Het centrosoom van het sperma wordt bij bevruchting ook in het cytoplasma van de eicel ingebracht, en deze structuur zal tussen de ei en sperma pronuclei komen te liggen, en vormt microtubuli die de structuren naar elkaar toe trekken. Als ze elkaar ontmoeten, verliezen de pronuclei hun membranen, vermengen hun chromosomen zich en begint het mitoseproces.