la mecánica detrás de la fertilización se ha estudiado extensamente en erizos de mar y ratones. Esta investigación aborda la cuestión de cómo los espermatozoides y el óvulo apropiado se encuentran entre sí y la cuestión de cómo solo un espermatozoide entra en el óvulo y entrega su contenido. Hay tres pasos para la fertilización que aseguran la especificidad de especie:
- quimiotaxis
- activación espermática / reacción acrosomal
- adhesión espermática / óvulo
interna vs., externaleditar
la consideración de si un animal (más específicamente un vertebrado) utiliza fertilización interna o externa a menudo depende del método de nacimiento. Los animales ovíparos que ponen huevos con conchas gruesas de calcio, como los pollos, o conchas gruesas de cuero, generalmente se reproducen mediante fertilización interna, de modo que el esperma fertiliza el óvulo sin tener que pasar a través de la capa gruesa, protectora y terciaria del óvulo. Los animales ovovivíparos y vivíparos también utilizan la fertilización interna., Es importante tener en cuenta que aunque algunos organismos se reproducen a través de amplexus, todavía pueden utilizar la fertilización interna, como con algunas salamandras. Las ventajas de la fertilización interna incluyen: desperdicio mínimo de gametos; mayor probabilidad de fertilización individual de óvulos, período de tiempo relativamente «más largo» de protección de óvulos y fertilización selectiva; muchas hembras tienen la capacidad de almacenar espermatozoides durante largos períodos de tiempo y pueden fertilizar sus óvulos a su propio deseo.,
los animales ovíparos que producen huevos con membranas terciarias delgadas o sin membranas en absoluto, por el contrario, utilizan métodos de fertilización externa. Estos animales pueden ser más precisamente llamados ovulíparos. Las ventajas de la fertilización externa incluyen: mínimo contacto y transmisión de fluidos corporales; disminución del riesgo de transmisión de enfermedades y una mayor variación genética (especialmente durante los métodos de fertilización externa de desove).
erizos de Mareditar
reacción de acrosoma en una célula de erizo de mar.,
los espermatozoides encuentran los óvulos mediante quimiotaxis, un tipo de interacción ligando/receptor. Resact es un péptido de 14 aminoácidos purificado de la capa de gelatina de A. punctulata que atrae la migración de espermatozoides.
después de encontrar el óvulo, el espermatozoide penetra en la capa de gelatina a través de un proceso llamado activación espermática. En otra interacción ligando / receptor, un componente oligosacárido del óvulo se une y activa un receptor en el espermatozoide y causa la reacción acrosomal. Las vesículas acrosomales de los espermatozoides se fusionan con la membrana plasmática y se liberan., En este Proceso, las moléculas unidas a la membrana de la vesícula acrosomal, como la bindina, se exponen en la superficie del esperma. Estos contenidos digieren la capa gelatinosa y eventualmente la membrana vitelina. Además de la liberación de vesículas acrosomales, hay polimerización explosiva de actina para formar un punto delgado en la cabeza del espermatozoide llamado proceso acrosomal.
el espermatozoide se une al óvulo a través de otra reacción de ligando entre los receptores de la membrana vitelina. La proteína bindin de la superficie del esperma, ata a un receptor en la membrana de vitelline identificada como EBR1.,
La fusión de las membranas plasmáticas del espermatozoide y el óvulo es probablemente mediada por la bindina. En el lugar de contacto, la fusión provoca la formación de un cono de fertilización.
Mammalseditar
Los mamíferos fertilizan internamente a través de la cópula. Después de que un varón eyacula, muchos espermatozoides se mueven a la parte superior de la vagina (a través de contracciones de la vagina) a través del cuello uterino y a lo largo del útero para encontrarse con el óvulo., En los casos en que se produce la fertilización, la hembra generalmente ovula durante un período que se extiende desde horas antes de la cópula hasta unos pocos días después; por lo tanto, en la mayoría de los mamíferos es más común que la eyaculación preceda a la ovulación que viceversa.
cuando los espermatozoides se depositan en la vagina anterior, no son capaces de fertilización (es decir, no capacitados) y se caracterizan por patrones de motilidad lineal lenta. Esta motilidad, combinada con las contracciones musculares, permite el transporte de espermatozoides hacia el útero y las trompas de Falopio., Hay un gradiente de pH dentro del micro-ambiente del tracto reproductivo femenino tal que el pH cerca de la abertura vaginal es más bajo (aproximadamente 5) que las trompas de Falopio (aproximadamente 8). La proteína de transporte de calcio sensible al pH específica de los espermatozoides llamada CatSper aumenta la permeabilidad de los espermatozoides al calcio a medida que avanza hacia el tracto reproductivo. El influjo intracelular de calcio contribuye a la capacitación e hiperactivación de los espermatozoides, causando un patrón de motilidad no lineal más violento y rápido a medida que los espermatozoides se acercan al ovocito., El espermatozoide capacitado y el ovocito se encuentran e interactúan en la ampolla de la trompa de Falopio. La reotaxis, termotaxis y quimiotaxis son mecanismos conocidos que guían el esperma hacia el óvulo durante la etapa final de la migración del esperma. Los espermatozoides responden (ver termotaxis espermática) al gradiente de temperatura de ~2 °C entre el oviducto y la ampolla, y los gradientes quimiotácticos de progesterona se han confirmado como la señal que emana de las células cúmulo oóforo que rodean los ovocitos de conejo y humanos., Los espermatozoides capacitados e hiperactivados responden a estos gradientes cambiando su comportamiento y moviéndose hacia el complejo cúmulo-ovocito. Otras Señales quimiotácticas como formil Met-Leu-Phe (fMLF) también pueden guiar a los espermatozoides.
la zona pelúcida, una capa gruesa de matriz extracelular que rodea el óvulo y es similar al papel de la membrana vitelina en los erizos de mar, se une al esperma. A diferencia de los erizos de mar, el espermatozoide se une al óvulo antes de la reacción acrosómica. ZP3, una glicoproteína en la zona pelúcida, es responsable de la adhesión óvulo/espermatozoide en ratones., El receptor galactosiltransferasa (GalT) se une a los residuos de N-acetilglucosamina en el ZP3 y es importante para la unión con el esperma y la activación de la reacción acrosoma. ZP3 es suficiente, aunque innecesario para la Unión de espermatozoides/óvulos. Existen dos receptores espermáticos adicionales: una proteína de 250 KD que se une a una proteína secretada por oviducto, y SED1, que se une de forma independiente a la zona. Después de la reacción del acrosoma, se cree que el esperma permanece unido a la zona pelúcida a través de los receptores zp2 expuestos. Estos receptores son desconocidos en ratones, pero se han identificado en cobayas.,
en mamíferos, la Unión del espermatozoide al GalT inicia la reacción del acrosoma. Este proceso libera la hialuronidasa que digiere la matriz de ácido hialurónico en las vestiduras alrededor del ovocito. Además, los glucosaminoglicanos similares a la heparina (GAGs) se liberan cerca del ovocito que promueven la reacción del acrosoma. La fusión entre las membranas plasmáticas de los ovocitos y los espermatozoides sigue y permite que el núcleo espermático, el centriolo típico y el centriolo atípico que está unido al flagelo, pero no a las mitocondrias, entre en el ovocito., La proteína CD9 probablemente media esta fusión en ratones (el homólogo de unión). El óvulo se «activa» al fusionarse con un solo espermatozoide y, por lo tanto, Cambia su membrana celular para evitar la fusión con otros espermatozoides. Los átomos de Zinc se liberan durante esta activación.
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este proceso conduce en última instancia a la formación de una célula diploide llamada cigoto. El cigoto se divide para formar un blastocisto y, al entrar en el útero, se implanta en el endometrio, comenzando el embarazo., La implantación embrionaria no en la pared uterina resulta en un embarazo ectópico que puede matar a la madre.
en animales como conejos, el coito induce la ovulación estimulando la liberación de la hormona pituitaria gonadotropina; esta liberación aumenta en gran medida la probabilidad de embarazo.
HumansEdit
de la Fertilización en los seres humanos. El esperma y el óvulo se unen a través de la fertilización, creando un cigoto que (en el transcurso de 8-9 días) se implanta en la pared uterina, donde reside durante nueve meses.,
la fertilización en humanos es la Unión de un óvulo humano y un espermatozoide, que generalmente ocurre en la ampolla de la trompa de Falopio, produciendo una célula cigoto, o óvulo fertilizado, iniciando el desarrollo prenatal. Los científicos descubrieron la dinámica de la fertilización humana en el siglo XIX.
el término concepción comúnmente se refiere al «proceso de quedar embarazada que implica la fertilización o la implantación o ambos»., Su uso lo convierte en un tema de discusiones semánticas sobre el inicio del embarazo, típicamente en el contexto del debate sobre el aborto.Tras la gastrulación, que se produce alrededor de 16 días después de la fertilización, el blastocisto implantado desarrolla tres capas germinales, el endodermo, el ectodermo y el mesodermo, y el código genético del padre se involucra plenamente en el desarrollo del embrión; el hermanamiento posterior es imposible. Además, los híbridos interespecies sobreviven solo hasta la gastrulación y no pueden desarrollarse más.,Sin embargo, alguna literatura de biología del desarrollo humano se refiere al concepto y tal literatura médica se refiere a los «productos de la concepción» como el embrión postimplantación y sus membranas circundantes. El término «concepción» no se usa generalmente en la literatura científica debido a su definición y connotación variables.
InsectsEdit
dardos venosos rojos (Sympetrum fonscolombii) volando» en cop » (macho adelante), lo que permite al macho evitar que otros machos se apareen. Los huevos son fertilizados a medida que se ponen, uno a la vez.,
insectos en diferentes grupos, incluyendo la Odonata (libélulas y libélulas) y los himenópteros (hormigas, abejas y avispas) practican la fertilización diferida. Entre los Odonata, las hembras pueden aparearse con múltiples machos, y almacenar esperma hasta que se ponen los huevos., El macho puede flotar sobre la hembra durante la puesta de huevos (oviposición) para evitar que se aparee con otros machos y reemplace su esperma; en algunos grupos como los cuartos, El Macho continúa agarrando a la hembra con sus agarraderas durante la puesta de huevos, la pareja volando en tándem. Entre los himenópteros sociales, las reinas abejas se aparean solo en vuelos de apareamiento, en un corto período que dura algunos días; una reina puede aparearse con ocho o más drones. Luego almacena el esperma por el resto de su vida, tal vez durante cinco años o más.