Акросом је термин који се користи за описивање везикуле органеле која претходи језгру сперматозоида (сперматозоа) кичмењака и бескраљежњака и састоји се од посебно конфигурисаних протеина и ензима.
Сперме су гамете или мушке полне ћелије. Имају половину генетског оптерећења организма што их ствара, то јест да су хаплоидне ћелије, а њихова главна функција је оплођивање јајашца које производи женка, како би се формирала нова генетски различита јединка.
Код већине животиња сперме су покретне ћелије чије је тело подељено у две добро дефинисане регије: глава и реп, обе покривени истом плазма мембраном. Глава је део који садржи језгро и велики део цитосола, док је реп вагастог облика који служи за покретљивост.
Акросом се налази у глави ћелија сперме, тачније на удаљеном крају, покривајући практично целу ћелијску површину, а протеини садржани у овој везикули имају посебне функције током процеса оплодње.
Акросомске функције
Схема структуре сперме и локација акросома (Извор: Гевицтор виа Викимедиа Цоммонс)
Акросоми имају примарну функцију током процеса оплодње на месту спајања сперме са зона пеллуцида јајне ћелије (која је спољашњи покров ове женске гетицке ћелије), што су показале и неке сродне студије неплодности. са дефектима ове вестикуларне структуре.
У неким научним чланцима могуће је пронаћи описе ових органела тамо где их називају "сличним ћелијским лизосомима", јер су структуре сакутног облика које служе различитим интрацелуларним дигестивним и одбрамбеним сврхама.
Дакле, функција ових сперматозоида је да разграђују компоненте зоне пеллуцида, док сперматозоиди крећу ка јајцу да се стапају са својом мембраном и оплоде.
обука
Морфологија акросома јако варира од врста, али готово увек је везикуласта структура изведена из Голгијевог комплекса, која се синтетише и саставља у раним фазама спермиогенезе (диференцијација сперматида у сперму).
Акросомска везикула ограничена је са две мембране познате као акросомске мембране, које су једна унутрашња и једна спољашња. Ове мембране садрже различите структурне и неструктурне компоненте, протеине и ензиме различитих врста, који су важни за успостављање унутрашње матрице.
Ове унутрашње компоненте учествују у дисперзији акросомалног матрикса, у продирању сперме кроз зона пеллуцида из јајовода (ванћелијски покров) и у интеракцији између плазма мембрана обе геметичке ћелије.
Како се формира акросом?
На почетку спермиогенезе, када је мејоза завршена, заобљене хаплоидне ћелије мењају облик у онај који је карактеристичан за сперму.
Током овог процеса, Голгијев комплекс представља истакнути систем гомиластих цевада и везикула који су распоређени у регионима у близини полова језгра. Неки везикули изведени из Голгијевог комплекса повећавају се у величини и повећавају концентрацију ситних зрнастих компоненти.
Свака ситна зрнца ослобађа свој богат садржај гликопротеина у тим већим везикулама, а то неки аутори називају „акросомални систем у формирању“, из кога се касније формирају капуљача сперме и акросом.
У складу са процесом пуњења гранула, ови везикули такође примају више гликопротеина који се синтетишу и активно транспортују у њих.
Код глодара се процес формирања и еволуције акросомалног система сперме одвија у четири фазе током спермиогенезе. Прва је позната као Голгијева фаза и настаје када се из врећица наличја Голгијевог комплекса формирају „проакросомне“ грануле.
Након тога, ове грануле се спајају у формирање једне акросомске грануле, која се продужава захваљујући транслокацији нових протеина из Голгијевог комплекса (друга фаза). Трећа фаза је позната као акросомска фаза и састоји се од хемисферне структурне конформације акросома.
Четврта фаза, позната и као фаза сазревања, односи се на различите промене које се дешавају у нуклеарној морфологији (акросом који настаје је у непосредној близини нуклеуса) и са миграцијом акросома и његовом расподјелом по ћелији. .
Реакција
Као што је поменуто, акросом је везикула која се разликује од Голгијевог комплекса сперме. Процес помоћу којег се луминални садржај овог везикула ослобађа пре фузије између јајовода и сперме током сексуалне репродукције познат је као акросомска реакција.
Ова реакција, као и морфологија акросома, варирају од једне до друге врсте, посебно између кичмењака и бескраљежњака; међутим, у оба случаја то је изузетно регулисан догађај.
Акросомска реакција (Извор: Цремастер виа Викимедиа Цоммонс)
Позадина
Акросомска реакција се дешава само када мушкарац избаци сперму у генитални тракт женке и путује до јајника, где се налазе јајашца, што значи да су ове ћелије претходно прошле кроз два процеса сазревања:
- Транзит кроз епидидимис (код мушких сполних жлијезда)
- Тренинг (током транзита кроз женски генитални тракт)
Само обучени спермији су, молекуларно речено, способни да "препознају" зона пеллуцида и придруже јој се, јер је то процес посредован угљеним хидратима који препознају специфични рецептори на мембрани сперме.
Када се сперма сједини са зона пеллуцида јајета, активирају се сигнални путеви зависни од калцијума који покрећу акросомску егзоцитозу, која почиње спајањем спољне акросомске мембране са плазма мембраном сперме.
Гнојидба, то јест фузија женских и мушких језгара у цитосолу овуле могућа је само акросомском реакцијом, пошто сперма користи ензиме садржане у овој везикули да пређе преко зоне пеллуцида и дође до мембране плазма јајника.
Ензими
Постоји неколико ензима који се налазе у акросомалном лумену; Слично онима у лизосомима су неке киселе гликохидролазе, протеазе, естеразе, киселе фосфатазе и арилсулфатазе.
Међу акросомским протеиназама и пептидазама је и акросин, нај проучавани ензим у акросому и који је ендопротеиназа са својствима сличним онима у трипсину панкреаса. Његово присуство је потврђено барем код свих сисара. Присутан је у свом неактивном облику, проакросин.
Нека литература сугерира да се овај ензим може наћи и на површини сперме, где се чини да је комплекс проакросин / акросин један од рецептора неопходних за препознавање зоне пеллуцида.
Акросоми су такође богати ензимима гликозидазе, а најпознатија је хијалуронидаза која је повезана са спољном акросомалном мембраном и плазмом мембраном сперме.
Међу ензимима липазе присутнима у акросомима истичу се фосфолипаза А2 и фосфолипаза Ц. Такође имају фосфатазе као што је алкална фосфатаза и неке АТПазе.
Референце
- Абоу-Хаила, А., и Тулсиани, ДР (2000). Акросом сперме сисара: формирање, садржај и функција. Архиви биохемије и биофизике, 379 (2), 173-182.
- Беррути, Г., и Паиарди, Ц. (2011). Акросомска биогенеза: Ревизија старих питања да би се добили нови увиди. Сперматогенеза, 1 (2), 95-98.
- Дан, ЈЦ (1956). Реакција акросома. У Међународном прегледу цитологије (Вол. 5, стр. 365-393). Академска штампа.
- Дан, ЈЦ (1967). Аросомска реакција и лизини. У гнојидби (стр. 237-293). Академска штампа.
- Кхавар, МБ, Гао, Х., и Ли, В. (2019). Механизам акросомске биогенезе код сисара. Границе у ћелијској и развојној биологији, 7, 195.
- Соломон, ЕП, Берг, ЛР и Мартин, ДВ (2011). Биологија (9. изд.). Броокс / Цоле, Ценгаге Леарнинг: УСА.
- Заневелд, ЉД, и Де Јонге, ЦЈ (1991). Акросомни ензими сперме сисара и акросомска реакција. У упоредном прегледу оплодње сисара (стр. 63-79). Спрингер, Бостон, МА.