Лекция 6-7.

Генетическая регуляция
процесса оплодотворения
• Оплодотворением называется слияние
ооцита и сперматозоида,
сопровождающееся объединением их
гаплоидных ядер в единое диплоидное ядро,
в результате чего формируется зигота.
Стадии процесса оплодотворения
• стадии взаимного узнавания гамет
• стадии слияние половых клеток
• стадии активация яйца
Все стадии процесса оплодотворения
контролируются генами «материнского»
(egg-гены) и «отцовского» (spe-гены -от
англ. spermatogenesis), эффектов
Роль гамет в процессе
оплодотворения
ооцит
• Обеспечивает половину
генетического материала
зародыша
• Является донором
практически всех
клеточных органелл
• Питательные вещества и
регуляторные молекулы
цитоплазмы
обеспечивают начальные
этапы развития зиготы
сперматозоид
• Обеспечивает половину
генетического материала
зародыша
• Является донором
центриолей
• активация ооцита
• Поставляет продукты PELгенов («paternal-effect
embryonic-lethal»)
Активация яйцеклетки
• блок полиспермии – механизм,
препятствующий проникновению в ооцит
более чем одного спермия
• временное увеличение внутриклеточной
концентрации Са2+
• необратимое увеличение pH,
• завершение мейоза ооцита
• стимуляция деградации одних материнских
белков и иРНК и активации трансляции других
Ооцит
сперматозоид
Кортикальная реакция,
Изменение внутриклеточной
концентрации кальция
F-актин
Деградация «материнских»
белков
SPE-11 сигнал
Слияние гамет
Модель начальных этапов активации ооцита (по A. Singson et al, 2008 г).
Регуляция активности mbk-2
• Ингибиторы EGG-4/5.
• Активаторы CDK-1 (управляет переходом из
метафазы в анафазу) и АРС (стимулирует
деградацию EGG-3)
субстраты MBK-2 киназы
•
•
•
•
MEI-1/2,
OMA-1, OMA-2,
PIE-1,
MEX-5, и MEX-6
Особенности оплодотворения у
млекопитающих
1. Капацитация
• Активация цАМФ-сигналинга
• Удаление холестерола и других стеролов
из плазмалеммы сперматозоида
• Высвобождение и ослизнение
гликопротеинов
Гены, ответственные за миграцию
спермы из матки в яйцевод
•
•
•
•
•
Clgn,
Ace,
Adam1a,
Adam2
Adam3
Прикрепление к слизистой
яйцевода
• PDC109 (BSPA1/A2),
• BSPA3 и BSP30K (BSPH1 у
человека)
Рецепторы для
хемоаттрактантов
•OR1D2
Гиперактивация спермия
• Catsper1
• Izumo1
Строение оболочек яйцеклетки
Овуляция
Гены, ответственные за синтез
блестящей оболочки
Гены, ответственные за
разрушение блестящей оболочки
• Ambp-ген (α1 фактор,
микроглобулин-бикинин)
• Tnfip6-ген (TNFиндуцируемый белок 6)
• Ptx3-ген (пентраксин)
• Mgat1 и C1galt1
• Ptger2-ген
• Spam1-ген (специфическая
гиалуронидаза)
Акросомная реакция
Взаимодействие спермы и ооцита
ооцит
• ZP-гены
спермий
• Clgn-ген
• Ace-ген
• Adam1a- Adam2- и
Adam3-гены
• Аcr-ген
димеризация
Неправильная
локализация
шаперон
Правильная
локализация
Незрелая
форма:
До фолдинга
После
фолдинга
Зрелая форма