Onde nella fertilizzazione

Onde nella fertilizzazione

Onde di Ca²⁺ nella fertilizzazione

Le cellule uovo di ogni animale e pianta studiate producono un transiente di Ca²⁺ singolo o ripetuto in risposta allo spermio fertilizzatore.

Mekada (Oryzias latipes), conosciuto comunemente come pesce del riso, è un piccolo pesce d’acqua dolce e salmastra. L’onda di fertilizzazione in cellule uovo di riccio di mare origina al punto di penetrazione dello spermio e attraversa l’uovo come uno tsunami in circa 20 secondi. La [Ca²⁺]_i è visualizzata tramite microscopia confocale.

Biol Cell 92: 205–214, 2000

L'onda comincia in un punto della cellula (un sito pacemaker), e poi si propaga globalmente. La prima onda ‘di fertilizzazione’ è in genere seguita da una serie di onde di più bassa ampiezza e di più breve durata (onde del pacemaker). Queste proseguono per 20-30 minuti nelle ascidie, 45-60 minuti in alcuni molluschi, 90 minuti nei nemertini e 4 ore nei mammiferi.

Physiol Rev • VOL 86 • January 2006 •

Fusione spermio-uovo

Nella cellula uovo di topo, dopo l’onda di fertilizzazione, si generano altre ondate di Ca²⁺. Ogni ondata è preceduta da un aumento di calcio del pacemaker (asterischi).

Onda iniziata dal PM MII. Nei mammiferi, nel 2002, è stato caratterizzato uno “sperm factor”, una nuova forma della PLC [PLC_zeta] rilasciata dallo spermio nella cellula uovo.

Schema dell’aumento di Ca²⁺ in cellule uovo di mammiferi: Lo sperma contiene PLCζ che diffonde nell’uovo in circa 10 minuti. PLCζ si lega a vescicole contenenti PIP₂ in quanto contengono una specifica proteina legante PLCζ. Anche la membrana plasmatica contiene PIP₂ ma non la proteina legante PLCζ.

Dall’idrolisi di PIP₂ si genera IP3 che porta al rilascio di Ca²⁺ da ER. L’aumento di Ca²⁺ stimola ulteriormente PLCζ, generando un feedback positivo.