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卵母细胞受精过程中会发生三个反应,依次为顶体反应、透明带反应和卵母细胞膜反应(也称为卵黄膜反应),顶体反应是精子释放顶体酶溶解透明带,后两个反应是为防止多个精子进入卵子而形成的双重屏障。
顶体反应发生在精子进入
透明带反应
透明带反应是哺乳动物为防止多个精子受精而形成的屏障,依赖于卵子的皮质反应,包括透明带、卵细胞膜和卵周空间。
透明带反应提供了一个阻止多个精子进入的屏障。
例如,人类、牛、羊和仓鼠都设置了它们的这个屏障。在这个反应中,透明带的主要成分--皮质颗粒,含有蛋白酶或糖苷酶,可以分解ZP3,防止多余的精子与透明带结合,这个过程主要分为两个步骤,如下所示。
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在糖苷酶的作用下,附着在ZP3(脊椎动物卵母细胞外的一层丝状酶酸糖蛋白,分别命名为ZP1、ZP2和ZP3)上的初级精子受体上的寡糖发生变化,ZP3被灭活,不能再识别和结合自由精子。2 ZP2上的次级精子受体在蛋白酶的作用下被水解,透明带的溶解度因ZP2的失活而下降,即。 e., 透明带发生硬化,以组织已结合或甚至部分穿透透明带的精子通过,一些研究表明,卵子过氧化物酶也参与透明带的硬化。
透明带反应是精子进入卵细胞后对卵细胞的一种封闭,是防止多个精子进入卵子的屏障。当精子进入卵子后,卵子表层细胞质中的皮质颗粒会立即释放溶酶体类物质,引起结构的改变,所以透明带的作用主要是防止多个精子进入,随后保护受精卵不被免疫系统感染。
受精过程中的其他反应
当精子进入女性体内并获得能量与卵子接触时,一开始就会发生顶体反应,具体来说就是精子开始释放顶体酶,裂解放射冠和透明带,这有助于精子通过卵子的外围结构和细胞核进入卵子体内。
一般来说,当有精子成功进入时,卵子会发出信号,为了防止随后的精子再次进入透明带,那么前面提到的透明带反应和随后的卵母细胞膜反应就会开始,提供双重屏障,这里要注意的一个概念是,卵母细胞膜反应是在透明带反应之后。
哺乳动物只有透明带,没有卵黄膜
然而,在哺乳动物中,没有卵黄膜封闭,因为根本没有卵黄膜;卵黄膜不是细胞膜,它是分泌在卵母细胞外的物质,哺乳动物只有透明带,没有卵黄膜。
在整个受精过程中,透明带对精子和卵子的结合非常重要,并且在随后的囊胚植入前仍然有用,而囊胚植入一般发生在囊胚破裂后,只有在透明带被移除后才会发生。