受精的机制课件.pptxVIP

受精的机制课件;内容提要;受精—胚胎发育的启动;1. 成熟精子和卵子的结构 2. 卵母细胞成熟的分子机理 3. 精子入卵的调控 4. 卵子代谢的激活 5. 遗传物质的融合;精子的发现 1678年，荷兰显微镜专家Anton van Leeuwenhoek发现了精子，Nicolas Hartsoeker（ the other co-discoverer of sperm）描绘了一幅精子中存在一个预成的小人 (a preformed human —homunculus)的画面。;17世纪末，意大利的博物学家Lazzaro Spallanzani 发现过滤去除精子之后的精液不能使蟾蜍的卵子受精（filtered toad semen devoid of sperm would not fertilize eggs）。;In 1824, J. L. Prevost and J. B. Dumas （French speaking）发现只有性成熟的雄性动物才能产生精子，而未成熟的和年老的动物体内都没有精子产生，同时他们还注意到骡的不育性。;精子头部由顶体囊泡（acrosomal vesicle）和精核构成。大部分精子的细胞质在精子成熟过程中被排除。顶体位于精核前端，由高尔基体演化而来。顶体中含有多种水解酶，主要作用是溶解卵子的外膜。有些动物的顶体中还有与精卵识别有关的分子。整个精核是一致密结构，几乎看不到染色质丝和核仁，精子中所有的基因都不表达。;精子的运动装置——鞭毛的超微结构，示微管排列的“9＋2”结构。;A. 精子的成熟过程 B、C分别为牛和小鼠的精子。; 卵子的结构 成熟卵子中合成和吸收了大量的物质，包括大量的蛋白质、核糖体和tRNA、mRNA、形态发生因子（morphogenetic factor）以及保护性化学物质（如Ig），为以后的生长和发育奠定了基础。;;卵质外是质膜（plasma membrane），质膜外是卵黄膜（vitelline envelope）。 质膜在受精时可以调控特定的离子在卵子内外的流动，且能与精子质膜融合。卵黄膜能识别同一物种的精子，对受精的物种特异性有非常重要的作用。在哺乳动物中特称为透明带（zona pellucida），紧靠着透明带的一层滤泡细胞称为放射冠（corona radiata）。;仓鼠卵子受精前的卵子被包裹在透明带（zona pellucida）内，透明带的外围为卵丘细胞（cumulus cell）层所包围。;皮层（cortex）是质膜下一层约5um厚的胶状胞质，比内部的胞质硬，含有高浓度的肌动蛋白分子，受精时，聚合成微丝，延伸到细胞表面形成??绒毛（microvilli），帮助精子进入卵子。 皮层内有皮层颗粒（cortical granule），含消化酶、粘多糖、黏性糖蛋白和透明蛋白，阻止多精入卵并可以为卵裂球提供支持。;第二节 卵母细胞成熟的分子机理;第17页/共69页;1.1 卵母细胞成熟的分子机理;第二次减数分裂完成的原因;第三节 精子入卵的调控;哺乳动物精子的获能，牛精子在到达输卵管壶腹部之前与输卵管上皮细胞的接触。;哺乳动物精子获能的模型;3.2 顶体反应;第24页/共69页;第25页/共69页;第26页/共69页; 海胆的精卵识别是由特异性结合蛋白（Bindin）所介导的。Bindin定位在精子的顶体突起上，具有种属特异性。卵子卵黄膜上存在Bindin的受体，也被分离纯化出来。;海胆卵子表面的Bindin受体;3.3 阻断多精进入机制—受精的专一性与唯一性; 膜融合后，精子的内部成分——它的细胞核、线粒体和中心粒进入卵子中。然后，遗传分析表明只有母体线粒体存活。因此，线粒体基因只在雌性谱系中遗传。母本线粒体遗传的唯一性已激起全体遗传学家们在创立线粒体种系发育学。 ;第31页/共69页;哺乳动物的精卵识别 哺乳动物精卵的特异性识别发生在卵细胞的透明带（zona pellucida）部分。 小鼠 透明带中含有ZP3 糖蛋白 ，它与ZP1、ZP2以网状的骨架结构存在于透明带中。 ZP3能结合精子，并引发顶体反应。; 精子细胞膜上有三种受体： 1. sp56（56kDa，半乳糖结合蛋白）---可与ZP3分子上的半 乳糖端部相结合。如果ZP3的一个半乳糖基发生丢失或改变，精子将无法与卵子结合。 2. 半乳糖基转移酶 (GalTase)—可与ZP3分子上的N-乙酰葡糖胺结合 ，使精子G蛋白激活并诱导顶体反应。 3. P95 （ZP受体激酶）—(95kDa)一种跨膜蛋白，其外侧部分可与ZP3分子特异结合，而内侧部分具有