Fecondazione - Riassunto esame Embriologia, prof. Canipari, libro consigliato De felici

ADESIONE SPERMATOZOO ALLA ZONA PELLUCIDA E

ALL’OVOLEMMA:

Gli spermatozoi aderiscono alla zona pellucida legandosi

alla ZP3 tramite diverse proteine chiamate ZONADESINE

che riconoscono sequenze oligosaccaridi che della ZP3.poi

la ZP2 rinforza l’adesione. Nella successiva adesione tra lo

spermatozoo e la membrana dell’ovocito , ha un ruolo

importante la FERTILINA(o PH-30) una proteina adesiva in

grado di legarsi all’integrina αβ presente sulla membrana

dell’ovocito. Altre due proteine: la tetraspanina CD9 sulla

membrana dell’ovocito e IZUMO sulla membrana dello

spermatozoo permettono la fusione delle due membrane insieme.

ATTIVAZIONE DELL’OVOCITA:

Subito dopo la fusione ,l’ovolemma insieme al citoplasma dell’ovocito si solleva per

inglobare lo spermatozoo. Oltre al nucleo vengono introdotti anche alcune parti del

flagello come i mitocondri e il centriolo prossimale. Solo che i mitocondri vengono

eliminati nel citoplasma(infatti nell’embrione i mitocondri sono solo di origine

materna) mentre rimane il centriolo(l’ovocito non è ha) che svolge una funzione

importante nell’organizzare il fuso per la divisione mitotica dello zigote. Entro pochi

minuti si verifica l’esocitosi dei granuli corticali (reazione corticale) e modificazioni

della zona pellucida(reazione zonale)

Dopo la fusione si ha un processo detto ATTIVAZIONE DELL’OVOCITO che è

costituito da due eventi: -l’aumento della

concentrazione di ioni Ca2+ nel citoplasma.

- l’iperpolarizzazione dell’ovolemma

1) Al momento della penetrazione dello spermatozoo,esso

rilascia una molecola chiamata SF(fattore sperma). Questo

fattore è una fosfolipasi C (la fosfolipasi zeta PLCz )un

enzima in grado di generare il fosfolipide trifosfato IP3

dall’ovolemma. L’IP3 legandosi al suo recettore sulle

membrane del reticolo liscio ,causa l’apertura di canali del

CA2+ e questo aumento della concentrazione di Ca2+

porta l’attivazione di altri recettori associati ad altri canali del Ca2+ ,la cui

apertura causano altri aumenti.

2) L’iperpolarizzazione diminuisce la capacità

dell’ovolemma di legare e fondersi con altri

spermatozoi. Allo stesso tempo molecole

rilasciate dai granuli corticali modificano la zona

pellucida rendendola incapace di legare altri

spermatozoi e impenetrabile. Questi eventi

impediscono la POLISPERMIA cioè la

possibilità che più di uno spermatozoo può

penetrare nell’ovocito (porterebbe alla

degenerazione dell’embrione)

Entro 2-4 ore dalla fecondazione , nel citoplasma dell’ovocito vengono disattivati i

meccanismi molecolari che lo tenevano bloccato in metafase 2 ,ovvero il fattore

promuovente la meiosi MPF ( formato da due proteine : CDC2 e la ciclina B2 e da

enzimi chiamati MAPK) e vengono attivati

complessi enzimatici che fanno completare

la meiosi dell’ovocito con l’anafase 2 e

telofase 2. La meiosi termina con la

l’emissione del secondo globulo polare e al

tempo stesso la cromatina dello

spermatozoo viene de condensata da fattori

presenti nell’ovocito. Dopo 4 o 7 ore

intorno a ciascun corredo aploide di

cromatina si forma l’involucro nucleare. Si formano

così due nuclei detti PRONUCLEI (quello maschile

è più grande di quello femminile).

Un ovocito che è stato fecondato da uno spermatozoo e ha emesso il secondo globulo

polare ma presenta i corredi cromosomici materno e paterno ancora separati è detto

OOTIDE. In questo stadio,i due pronuclei si portano nella regione centrale del

citoplasma e si avvicinano. Ciascun corredo aploide duplica il Dna e si prepara alla

prima divisone mitotica(la cromatina si condensa in 23 cromosomi materni e 23

paterni,gli involucri nucleari si dissolvono, si forma il fuso mitotico e i cromosomi si

portano all’equatore). Si ha l’unione dei cromosomi materni e paterni sulla piastra

equatoriale e si ha la formazione dello ZIGOTE( la prima cellula dell’embrione)

PARTENOGENESI: Diversi eventi responsabili dell’attivazione

dell’ovocito,soprattutto l’aumento di Ca2+, possono essere prodotti da stimoli diversi

che stimolano l’ovocito in

metafase 2 ad iniziare lo sviluppo embrionale senza

la fecondazione da parte dello spermatozoo.

Questo processo è detto PARTENOGENESI. Nei mammiferi può essere indotta

sperimentalmente stimolando l’ovocito con composti che causano l’aumento di Ca2+

nel citoplasma. Però bisogna sapere che l’embrione partenogenetico pure che

raggiunge alti stadi di sviluppo, non raggiunge il termine della gravidanza. Ciò è

dovuto al mancato differenziamento dei tessuti della placenta che richiede la

presenza dei geni paterni.

Infatti ,si sa che alcuni geni subiscono delle modificazioni(come metilazioni delle

citosine che impediscono la trascrizione del gene), che sono diverse nei due sessi

maschili e femminili. Questo processo detto IMPRINTING PRIMARIO fa si che nello

zigote i genomi paterno e materno non sono equivalenti poiché infatti i geni imprinted

restano inattivi in uno dei due genomi. Es. lo sviluppo della placenta richiede l’attività

di geni paterni che nel genoma materna sono inibiti dal’imprinting.

Siccome per la crescita dell’embrione e lo sviluppo della placenta c’è il bisogno

dell’attività di alcuni di questi geni,è importante che alla fecondazione devono essere

presenti sia il genoma materno che paterno.

Lo zigote con genoma diploide,ma solo

materno,cioè con due pronuclei

femminili(ginogeni) manca l’espressione di

alcuni alleli paterni e da origine ad un

embrione di piccole dimensioni ma poi muore

per scarso sviluppo della placenta.