Пронуклеус - Pronucleus
Пронуклеус ( во множественном числе: пронуклеусов ) является ядром спермы или яйцеклетки в процессе оплодотворения . Сперматозоид становится пронуклеусом после того, как сперматозоид попадает в яйцеклетку, но до слияния генетического материала спермы и яйцеклетки. В отличие от сперматозоидов, у яйцеклетки есть пронуклеус, когда она становится гаплоидной, а не когда появляется сперматозоид. Сперматозоиды и яйцеклетки гаплоидны , то есть они несут половину хромосом соматических клеток, поэтому у человека гаплоидные клетки имеют 23 хромосомы, а соматические клетки - 46 хромосом. Мужской и женский пронуклеусы не сливаются, хотя их генетический материал сливается. Вместо этого их мембраны растворяются, не оставляя барьеров между мужскими и женскими хромосомами. Их хромосомы могут затем объединиться и стать частью единого диплоидного ядра в получившемся эмбрионе , содержащем полный набор хромосом.
Появление двух пронуклеусов является первым признаком успешного оплодотворения, наблюдаемого во время экстракорпорального оплодотворения , и обычно наблюдается через 18 часов после инсеминации или интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ). Зиготы затем называют два-пронуклеусы зиготы (2PN). Два пронуклеусы зиготы Переход через 1ПН или 3PN состояния , как правило, развивается в более низком качестве эмбрионов , чем те , которые остаются 2PN на протяжении развития и может быть значительными в селекции эмбрионов в экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО).
История
Пронуклеус был обнаружен в 1870-х годах под микроскопом с использованием методов окрашивания в сочетании с микроскопами с улучшенными уровнями увеличения. Первоначально пронуклеус был обнаружен во время первых исследований мейоза. Эдуард Ван Бенеден опубликовал статью в 1875 году, в которой он впервые упоминает пронуклеус, изучая яйца кроликов и летучих мышей. Он заявил, что два пронуклеуса образуются вместе в центре клетки, образуя зародышевое ядро. Ван Бенеден также обнаружил, что сперма проникает в клетку через мембрану, чтобы сформировать мужской пронуклеус. В 1876 году Оскар Хертвиг провел исследование яиц морских ежей, потому что яйца морских ежей прозрачны, что позволило значительно лучше увеличить яйцо. Хертвиг подтвердил открытие Ван Бенеденом пронуклеуса, а также обнаружил, что образование женского пронуклеуса связано с образованием полярных телец.
Формирование
Женский пронуклеус - это женская яйцеклетка, когда она стала гаплоидной клеткой , а мужской пронуклеус образуется, когда сперма попадает в женскую яйцеклетку. В то время как сперматозоид развивается внутри мужских семенников , сперма не становится пронуклеусом, пока быстро не деконденсируется внутри женской яйцеклетки. Когда сперматозоид достигает женской яйцеклетки, он теряет как внешнюю оболочку, так и хвост. Сперма делает это, потому что оболочка и хвост больше не нужны женской яйцеклетке. Назначение клеточной мембраны состояло в том, чтобы защитить ДНК от кислой вагинальной жидкости , а цель хвоста сперматозоида заключалась в том, чтобы помочь переместить сперматозоид в яйцеклетку. Формирование женской яйцеклетки асимметрично, а образование мужской спермы - симметрично. Обычно у самок млекопитающих мейоз начинается с одной диплоидной клетки и превращается в одну гаплоидную яйцеклетку и, как правило, два полярных тельца , однако одно может позже разделиться с образованием третьего полярного тельца. У мужчин мейоз начинается с одной диплоидной клетки и заканчивается четырьмя сперматозоидами. У млекопитающих женский пронуклеус начинается в центре яйца до оплодотворения. Когда формируется мужской пронуклеус, после того, как сперматозоид достигает яйцеклетки, два пронуклеуса мигрируют навстречу друг другу. Однако у бурой водоросли Pelvetia пронуклеус яйца начинается в центре яйца до оплодотворения и остается в центре после оплодотворения. Это связано с тем, что яйцеклетки бурой водоросли Pelvetia, яичный пронуклеус закреплены микротрубочками, поэтому только мужской пронуклеус мигрирует к женскому пронуклеусу.
Концентрация кальция
Концентрация кальция в цитоплазме яйцеклетки играет очень важную роль в формировании активированного женского яйца. Если притока кальция нет, женская диплоидная клетка будет производить три пронуклеуса, а не только один. Это связано с отказом от выпуска второго полярного тела.
Комбинация мужских и женских пронуклеусов
У морских ежей формирование зиготы начинается со слияния как внутреннего, так и внешнего ядер мужского и женского пронуклеусов. Неизвестно, запускает ли один из пронуклеусов комбинацию двух или микротрубочки, которые способствуют растворению мембран, начинают действие. Микротрубочки, которые объединяют два пронуклеуса, происходят из центросомы сперматозоидов . Есть исследование, которое убедительно подтверждает, что микротрубочки являются важной частью слияния пронуклеусов. Винбластин - это химиотерапевтический препарат, который влияет как на положительный, так и на отрицательный конец микротрубочек. Когда винбластин добавляется к яйцеклетке, высока вероятность нарушения слияния пронуклеусов. Такая высокая частота неудач слияния пронуклеусов свидетельствует о том, что микротрубочки играют основную роль в слиянии пронуклеусов. У млекопитающих пронуклеусы существуют в клетке только около двенадцати часов из-за слияния генетического материала двух пронуклеусов внутри яйцеклетки. Многие исследования пронуклеусов проводились в яйцеклетках морских ежей, где пронуклеусы находятся в яйцеклетке менее часа. Основное различие между процессом слияния генетических материалов у млекопитающих и морских ежей состоит в том, что у морских ежей пронуклеусы переходят непосредственно в ядро зиготы. В яйцеклетках млекопитающих хроматин из пронуклеусов образует хромосомы, которые сливаются с одним и тем же митотическим веретеном. Диплоидное ядро у млекопитающих впервые обнаруживается на стадии 2 клеток, тогда как у морских ежей оно впервые обнаруживается на стадии зиготы.