Lernergebnisse

  • Definieren Sie den Begriff Befruchtung

Die sexuelle Fortpflanzung beginnt mit der Kombination eines Spermas und eines Eies in einem Prozess namens Befruchtung. Dies kann entweder innerhalb (interne Befruchtung) oder außerhalb (externe Befruchtung) des Körpers des Weibchens auftreten. Der Mensch liefert ein Beispiel für das erstere, während die Reproduktion von Seepferdchen ein Beispiel für das letztere ist.

Die Befruchtung, dargestellt in Abbildung 1a, ist der Prozess, bei dem Gameten (Ei und Sperma) zu einer Zygote verschmelzen., Das Ei und das Sperma enthalten jeweils einen Chromosomensatz. Um sicherzustellen, dass der Nachwuchs nur einen vollständigen diploiden Chromosomensatz hat, muss nur ein Sperma mit einem Ei verschmelzen. Bei Säugetieren wird das Ei durch eine Schicht extrazellulärer Matrix geschützt, die hauptsächlich aus Glykoproteinen besteht, die als Zona pellucida bezeichnet werden. Wenn ein Sperma an die Zona pellucida bindet, findet eine Reihe biochemischer Ereignisse statt, die als akrosomale Reaktionen bezeichnet werden., Bei Plazenta-Säugetieren enthält das Akrosom Verdauungsenzyme, die den Abbau der Glykoproteinmatrix auslösen, die das Ei schützt und es der Spermienplasmamembran ermöglicht, mit der Eiplasmamembran zu verschmelzen, wie in Abbildung 1b dargestellt. Durch die Verschmelzung dieser beiden Membranen entsteht eine Öffnung, durch die der Spermienkern in die Eizelle übertragen wird. Die Kernmembranen von Ei und Sperma zerfallen und die beiden haploiden Genome kondensieren zu einem diploiden Genom.

Abbildung 1., (a) Befruchtung ist der Prozess, bei dem Sperma und Ei zu einer Zygote verschmelzen. (b) Akrosomale Reaktionen helfen dem Sperma, die Glykoproteinmatrix abzubauen, die das Ei schützt, und ermöglichen es dem Sperma, seinen Kern zu übertragen. (credit: (b) Änderung der Arbeit von Mariana Ruiz Villareal; Scale-Bar-Daten von Matt Russell)

Um sicherzustellen, dass nicht mehr als ein Sperma das Ei befruchtet, sobald die acrosomalen Reaktionen an einer Stelle der Eiermembran stattfinden, setzt das Ei Proteine an anderen Stellen frei, um zu verhindern, dass andere Spermien mit dem Ei verschmelzen., Wenn dieser Mechanismus fehlschlägt, können mehrere Spermien mit dem Ei verschmelzen, was zu Polyspermie führt. Der resultierende Embryo ist genetisch nicht lebensfähig und stirbt innerhalb weniger Tage.

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