If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Яйцеклетка, сперматозоид и оплождане

Създадено от Джеф Отджен.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.

Видео транскрипция

Организми, които се размножават полово, трябва да слеят своите гени по някакъв начин. За да направят това, те пакетират своя генетичен материал в специализирани клетки, наречени полови клетки. Това е сперматозоид. Това е половата клетка на мъжа. Единствената цел на сперматозоида, цялата причина за неговото съществуване, е да пренесе генетичния материал от мъжа в женската полова клетка или яйцеклетката. Така че сперматозоидът е екипиран с характеристики, които му позволяват да изпълни своята работа. Той е като торпедо. Можеш да видиш, че е точно като торпедо, има заострена глава, която му позволява да се движи напред. В края си има опашка, тя е точно като камшик, и като се върти, влиза в ролята на малко витло. А след това има средна секция. В средната секция, опаковани около основата на опашката, се намират всички тези малки органели, наречени митохондрии. Можеш да видиш, че сега ги рисувам обвити около основата на подобната на камшик опашка тук. Митохондриите са органели, които са отговорни за предоставянето на енергия на всяка клетка. Сперматозоидът има голям брой митохондрии, разположени точно в основата на опашката тук. Броят им в един сперматозоид е около 75 до 100, а размерите им са с доста големи. Тези митохондрии често се сливат помежду си, за да създадат големи органели. А причината за това е, че за да задействат торпедото-сперматозоид в посока към яйцеклетката, се изисква много енергия. А тя идва изцяло от митохондриите. Полезният товар на торпедото е тук в главата, това е генетичният материал, нашето ДНК в ядрото. Ще го нарисувам преплетено тук. И тук е обвивката на ядрото. И точно като всяко торпедо, сперматозоидът-торпедо има бойна глава отпред. А тя е комбинация от ензими, наречена акрозома. Акрозомата ще бъде важна по-късно за оплождането. Но горе-долу е това. Има опашка отзад, за да осигури задвижването, няколко митохондрии в средната секция, за да дадат енергия на опашката, глава, която съдържа генетичния материал на ядрото, и акрозомата. Това са основните компоненти на клетката. Дизайнът ѝ позволява да се движи бързо и да достигне до яйцеклетката. Тук няма звънци и свирки. Това е в контраст с яйцеклетката. Първото нещо, което ще забележиш, е че яйцеклетката е кръгла за разлика от сперматозоида с форма на торпедо. Това не е клетка, която е направена да е подвижна. Второто нещо е, че яйцеклетката е огромна в сравнение със сперматозоида. Толкова е голяма, че е почти видима. Понякога може да се види с човешко око. В сравнение със сперматозоида, който ще нарисувам тук, яйцеклетката е около 10 000 пъти по-голяма. И подобно на сперматозоида яйцеклетката има своя дял генетичен материал, който е готов да бъде комбиниран по време на оплождането. Можеш да го видиш тук в ядрото. И може би ти прави впечатление дебелата външна обвивка на яйцеклетката – това е много важна структура, наречена зона пелуцида. Зоната пелуцида е дебел слой от гликопротеини, който стои върху външната част на яйцеклетката. А гликопротеините са основно протеин, ще нарисувам тук протеин в зелено, с цял куп разклоняващи се захарни вериги, които излизат от него. И това прилича на малко дърво или дълго разклоняващо се нещо, което расте от края на яйцеклетката. И има цял куп такива и те формират много дебел предпазен слой, през който трябва да мине сперматозоидът. А по края на яйцеклетката е истинската плазмена мембрана. И когато сперматозоидът може да достави генетичния си материал след нея, оплождането се е осъществило. Има цял куп други структури в цитоплазмата на яйцеклетката също. И запомни, че това нещо е огромно. Ще нарисувам вътре няколко в зелено. Това, което рисувам, са още митохондрии. Спомни, че сперматозоидът има 75 до 100 големи митохондрии точно в основата на опашката, за да осигури енергия за придвижването. Яйцеклетката също има митохондрии. Има и много други различни органели.. Но яйцеклетката е толкова голяма, че има между 100 и 200 хиляди митохондрии. Така че ги имай предвид , ще говорим за тях малко по-късно в следващия раздел. И така след като се запозна с двата основни герои тук, сперматозоидът и яйцеклетката, или съответно мъжката и женската полова клетка, можем да говорим за това какво се случва, когато се срещнат. Този процес се нарича оплождане. Ще продължа напред и ще маркирам нашата яйцеклетка тук долу. Ще означа набързо и това също. Това е зоната пелуцида, за която говорихме по-рано. Ще нарисувам сперматозоида тук, идвайки навътре, за да срещне яйцеклетката. Ще нарисувам неговата опашка. Ще нарисувам средната секция тук. И ще нарисувам неговата подобна на торпедо глава тук. Преминава през цялата зона пелуцида, гликопротеинът е в средата тук. Тук са митохондриите в средната част, и имаме генетичният товар на сперматозоида торпедо тук отзад, а нашата акрозома е отпред. Първото нещо, което се случва по време на оплождането, е че сперматозоидът влиза в контакт със зона пелуцида. А зона пелуцида се свързва с външната страна на сперматозоида, това се нарича свързване на сперматозоида. И е първата стъпка. Това, което се случва, когато сперматозоидът се свърже със зона пелуцида, е, че се задейства реакция, наречена акрозомна реакция. Така че стъпка номер две е акрозомната реакция. И тази малка бойна глава, връх на торпедото сперматозоид, се освобождава и така всички акрозомни ензими, които са стояли в главата, просто изтичат в зоната пелуцида. И след като тези ензими изтекат, започват да смилат зоната пелуцида. Можеш да видиш как я разрушава тук с този гликопротеин и това позволява на главата на сперматозоида да се гмурне по-дълбоко в плазмената мембрана. Когато сперматозоидът се приближава към плазмената мембрана на яйцеклетката и влиза в контакт с нея тук, започва процес на свързване. Двете се докосват и се сливат. И след като се слеят заедно, това причинява друга реакция, третата реакция се нарича кортикална реакция. И това, което не съм нарисувал тук, е друга структура в яйцеклетката, тези структури са точно под плазмената мембрана, те седят тук, чакайки. И те чакат и цялата им работа е да чакат сперматозоид да се свърже с яйцеклетката. И веднага след като един сперматозоид се свърже, те също се изливат в зона пелуцида, точно като акрозомните ензими, тези ензими, които се намират в кортикалните гранули също започват да разрушават зоната пелуцида. Тези ензими разрушават, разтварят и разграждат гликопротеините, но по-специално те разграждат гликопротеина, който позволява на сперматозоида да се слее. Така че в този момент имаме единичен сперматозоид, който се е слял, задвижил кортикалната реакция и тези кортикални гранули са освободени, за да могат да попречат на всички други места да се слеят с още сперматозоиди. Така че, когато други сперматозоиди торпеда отиват навътре, просто се отблъскват. Те се удрят в гликопротеините, но този, с когото имат нужда да се слеят, не е там, защото е бил разграден и разрушен от тези кортикални гранули. Това се нарича блокиране на полиспермията. Това е много важно понятие. И това, което не искаме, е да има повече от един сперматозоид, който да инжектира материала от ядрото си, своето ДНК, в яйцеклетката. Това, което би се получило в такъв случай, е яйцеклетка, която е единствен принос от майката, и след това две или три, или сто частици генетичен материал от бащата. И това никога няма да сработи, ще се получат всякакви проблеми, когато яйцеклетката започне да се дели. Понякога това се случва и в резултат зиготата не оцелява. Но в повечето случаи, когато кортикалните гранули разградят всички гликопротеини, които свързват сперматозоидите в зона пелуцида, друг сперматозоид не може да навлезе и те се отблъскват, когато пристигнат. Сега имаме сперматозоид, който е успял да си прокара път през плазмената мембрана на нашата яйцеклетка. Започнал е да се свързва с плазмената мембрана, акрозомът го няма, ще изтрия това тук. Свършил си е работата. Кортикалните гранули са били освободени и те предотвратяват навлизането на още сперматозоиди. И започваме да сливаме плазмените мембрани на сперматозоида и на яйцеклетката. И това позволява цялата структура да влезе. Целият генетичен материал тук в ядрото на сперматозоида може да започне да излиза и да се освобождава тук в яйцеклетката. И след като сме слели генетичния материал, това е оплождането. И така, за да обобщим, ще се върнем назад, за да разгледаме отблизо нашия сперматозоид. Можем да видим, че има доста подвижна структура, еволюирала основно, за да пренесе генетичния материал от мъжката полова клетка към женската. Има опашка, която го задейства, притежава митохондрии, които му осигуряват енергия, има глава, която съдържа клетъчното ядро, и акрозомна бойна глава на върха. Яйцеклетката в сравнение с него е огромна. Има специализиран слой от гликопротеини, разположен върху външната част, който има куп специфични функции и след това се намира цитоплазмата, включваща митохондриите. Самият процес на сливане на яйцеклетката и сперматозоида се нарича оплождане. Сперматозоидът се свързва със зоната пелуцида, гликопротеините, протича акрозомната реакция, а след това кортикалната реакция предотвратява навлизането на повече от един сперматозоид. После генетичният материал от сперматозоида се предава. Ще забележиш, че тук нарисувах генетичния материал от ядрото, отиващ навътре. Сега може би се чудиш: " А митохондриите нямат ли също генетичен материал?" Това всъщност е вярно. Митохондриите имат митохондриално ДНК. И потенциално, някои от тези митохондрии могат да бъдат засмукани вътре по време на този процес по генетично трансфериране също. Но си спомни, че яйцеклетката има 100 до 200 хиляди митохондрии, а сперматозоидът само 75 до 100. Има спор относно това, но в края мъжът не допринася значително за митохондриите на зиготата, която се формира след като яйцеклетката и сперматозоидът се слеят. Може би се случва така, че някои от тези митохондрии могат да си прокарат път навътре, но след това се разграждат. Не сме напълно сигурни. Но, имайки предвид бройките, статистически със 100 хиляди до 200 хиляди срещу само 75 до 100, приблизително целият генетичен материал в митохондриите ще бъде от майката така или иначе.