Fertilisasi Final

FERTILISASI

Macam fertilisasi: eksternal & internal Fertilisasi pada sea urchin, ikan, amfibi, reptilia, aves, mamalia Aplikasi : a.l. kegagalan dalam fertilisasi

SPERMIOGENESIS

Pematangan telur P l semua materi yang diperlukan untuk mengawali hidup mengandung: Protein Ribosome dan tRNA mRNA Untuk 25 - 50,000 protein berbedaUntuk faktor morfogenetik Pelindung terhadap senyawa kimia

Sintesis RNA oosit: Selama stadium akhir perkembangan oosit

Stadium telur saat fertilisasi terjadi

Roundworm Mesozoan Sp0nges S Clam worms Echiuroid worm E hi id Dogs and foxes

Nemertean Polychaete worm Mollusc ll Core worm Many i M insects t starfish

Lancelet Amphibian Most mammals l Fish

Cnidarians (e.g. anemones) Sea urchins

Core worm

Lancelet

Fertilisasi 1 event bertahap proses meleburnya pronukleus jantan dengan pronukleus betina (karyogami) Macam Fertilisasi : internal : di bagian anterior oviduct eksternal : alami di air (ikan, katak); in vitro k l l i i (ik k k) i i

Spesies-specific~ membran di membran vitelin atau Spesies specific zona pelusida (ZP3) diskriminator

Fungsi fertilisasi amfimiksi : pembauran materi genetis maternal fi ik i b t i ti t l dengan fraternal diploiditas determinasi seks secara genetis aktivasi ---> sel telur membelah > Fertilisasizigot (2n)

sel somatik --> somatoplasm

sel-sel germa --> germplasm

sperma

penetrasi: -Sperma mengalami reaksi akrosom untuk k i k t k dapat menembus : jelly coat -Membran vitelin M b l -Membran plasmaPergerakan sperma menuju sel telur

Internal lDalam saluran reproduksi betina: Sperma mengalami kapasitasipenetrasi: -Sperma mengalami p g reaksi akrosom untuk dapat menembus : zona pelusida -Membran plasma

Fertiliasai: Fusi pronukleus jantan & betina

Sel telur

Proses sebelum f ili i pada P b l fertilisasi d hewan dengan fertilisasi eksternal Perangsangan sperma ke arah sel telur eksternal Sel telur menarik sperma melalui kemotaksis Bukan fenomena umum di alam Umumnya pada organisma laut

Kemotaksis : spesifik spesies p p

Terjadinya pertemuan sperma dengan sel telur akibat :1. 1 kemotaksis (key & lock): Echinodermata ginogamon (betina) >< androgamon (jantan) - fertilizin (betina) >< antifertilizin (jantan) ~ bindin (BM 300.000) 3 (BM 10.000) - speract (dari betina Stronggylocentrotus purpuratus) & resact (dari betina Arbacia punctulata) Keduanya terdapat di selaput lendir telur Reseptor resact ---> ~ aktivasi dynein ATP-ase 2. ukuran sel telur >>>> sperma jumlah sperma >>>> jumlah sel telur Echinodermata 100 bilyun 4 juta Manusia 350 juta 1-2 Banyak hambatan untuk sperma

3. Dalam cluster ---> motilitas

Kemotaksis pada hewan invertebrata dan beberapa jenis ikan Ikan herring Telur punya korion yang mengelilingi oosit Korion punya lubang tunggal : micropyle Sperma harus masuk melewati micropyle untuk memfertilisasi telur C.chorion melepaskan senyawa kimiawi dalam daerah micropyle

Ikan Herring steroid Sturgeon glikoprotein

Hambatan H b t yang dih d i spermatozoa dihadapi t untuk membuahi :1. pH vagina (asam) : 4,3 oleh cairan semen ---> 7,2 2. - Lekukan (kript) pada serviks k k (k i ) d ik - Mukus yang viskos (oleh hormon saat ovulasi dibantu encer) 3. Sel telur tak selalu ada di saluran telur 4. Reotaksis positif (melawan arus)

Spermatozoa yang tidak berhasil membuahi : dari uterus disapu ke vagina ---> ke luar dari oviduk : dicerna oleh sel sel fagositik sel-sel

Degenerating zona pellucida Blastocyst cavity (a) Zygote (fertilized egg) (b) 4-cell stage 2 days (a) (c) Morula 3 days (d) Early blastocyst 4 days (e) Implanting blastocyst 6 days

Inner cell mass Blastocyst cavity Trophoblast

Fertilization ( p (sperm meets egg) Uterine tube Oocyte (egg)

(b) (c) (d)

Ovary

Ovulation

(e) Uterus Endometrium Cavity of uterus

Figure 28.4

konsentrasi kolesterol membran plasma menurun beberapa protein & karbohidrat di membran plasma hilang motilitas protein membran >> kapasitasi (pada mamalia) di saluran reproduksi betina) motilitas >> di uterus - tuba melepaskan protein pembungkus pada spermamencit : 1 jam manusia : 5-6 jam

Kapasitasi : K it i

Tahapan fertilisasi selalu mencakup 5 tahap utama :1. 2. 3. 4. 5. reaksi akrosom reaksi korteks penghambatan terhadap polispermi pembentukan pronukleus jantan dan betina klimaks : amfimiksi

Tahapan secara detail:1. 1 2. 3. 4. 5. 6. 7. Aktivasi spermatozoon : reaksi akrosom Kontak sperma & sel telur Penembusan membran sel telur oleh spermatozoon Bergabungnya membran plasma spermatozoon b b l dengan membran sel telur Pencegahan p g polispermi telur : Reaksi korteks telur : p granula korteks pecah penyelesaian meiosis II (!!) pembentukan dan peleburan pronukleus jantan (dekondensasi) dan betina(haploid monad) : peleburan materi genetik fraternal dan maternal : amfimiksi aktivasi metabolisme telur menjelang pembelahan

8.

Proses Fertilisasi pada bulu babi4 3 2 6 1 5

1.

Kepala sperma kontak dengan jelly coat sel telur - Memicu dilepaskannya enzim hidrolitik yang melarutkan jelly coat dan dimulainya reaksi akrosom


2. Reaksi Akrosom -enzim hidrolitik melarutkan lubang pada jelly coat -aktin mulai memanjang dan membentuk tudung akrosom

Reaksi AkrosomDisebabkan oleh interaksi sperma dengan molekul zona pelusida

Interaksi antara sperma dan sel telur bersifat species specific


3 3. Reaksi Akrosom - Tudung akrosom memanjang terus dan berikatan dengan reseptor pada sperma -ikatan ini menyebabkan membran vitelin mulai ikatan rusak/ lisis


4. Fusi Membran -fast block p y p polyspermy y - Membran sperma dan membran sel telur berfusi - Menyebabkan depolarisasi membran yang menginaktifkan reseptor sperma


5. Inti sel sperma dan dimulainya reaksi korteks - Fusi membran menyebabkan meningkatnya [Ca++] y g y [ -slow block polyspermy -Lepasnya Ca++ menyebabkan granula korteks berfusi dengan plasma membrane sel telur dan melepaskan y gg p isinya ke rongga perivitelline - Inti sel sperma memasuki sitoplasma sel telur


6. Berlanjutnya reaksi korteks dan aktivasi sel telur - Perubahan lapisan vitelline menjadi membran fertilisasi -Meningkatnya respirasi sel dan sintesis protein (egg activation) ( ti ti )

Reaksi Granula Korteks

Ca++ merangsang eksositosis Proteases melarutkan hubungan antara ZP dan membran oosit Enzim lain mengeraskan ZP T Tyrosine-tyrosine cross li k i i linkages GAGs meningkatkan osmolaritas rongga antara oosit dan ZP Water memasuki rongga dan mengangkat ZP lepas dari oosit

Ringkasan proses fertilisasi pada bulu babiSperma mendekati dan kontak dengan jelly coat sel telur Enzim Hidrolitik dilepaskan dari vesikula akrosom Enzim Hidrolitik E i Hid litik melarutkan j ll coat sehingga sperma d l tk jelly t hi dapat masuk t k Aktin memanjang dan membentuk tudung akrosom Tudung Akrosom berikatan dengan reseptor pd sperma Ikatan tsb menyebabkan membran vitelin pecah Membran sperm dan sel telur berfusi Membran vitelin menjadi membran fertilisasi Depolarisasi membran menginaktifkan r sperma Meningkatnya Ca++ Granula korteks berfusi dengan membran plasma dan mengosongkan isinya ke dalam rongga perivitelin Inti sel Sperm masuk ke sitoplasma sel telur

Aktivasi sel telur

Inti sel Sperma dan sel telur berfusi

Ringkasan proses fertilisasi pada bulu babi Sperma mendekati d k t k d S d k ti dan kontak dengan j ll coat sel t l jelly t l telur Enzim Hidrolitik dilepaskan dari vesikula akrosom Enzim Hidrolitik E i Hid litik melarutkan j ll coat sehingga sperma d l tk jelly t hi dapat masuk t k Aktin memanjang dan membentuk tudung akrosom Reaksi Akrosom tudung Akrosom berikatan dengan reseptor pd sperma Ikatan tsb menyebabkan membran vitelin pecah Membran sperm dan sel telur berfusi Membran vitelin menjadi membran fertilisasi Depolarisasi membran menginaktifkan reseptor sperma Meningkatnya Ca++ Granula korteks berfusi dengan membran plasma dan mengosongkan isinya ke dalam rongga perivitelin Inti sel Sperm masuk ke sitoplasma sel telur

Aktivasi sel telur


Ringkasan proses fertilisasi pada bulu babiSperma mendekati dan kontak dengan jelly coat sel telur Enzim Hidrolitik dilepaskan dari vesikula akrosom Enzim Hidrolitik E i Hid litik melarutkan j ll coat sehingga sperma d l tk jelly t hi dapat masuk t k Aktin memanjang dan membentuk tudung akrosom Reaksi Akrosom Reaksi Korteks Membran vitelin menjadi membran fertilisasi Tudung Akrosom berikatan dengan reseptor pd sperma Ikatan tsb menyebabkan membran vitelin pecah Membran sperm dan sel telur berfusi Depolarisasi membran menginaktifkan reseptor sperma Meningkatnya Ca++ Granula korteks berfusi dengan membran plasma dan mengosongkan isinya ke dalam rongga perivitelin Inti sel Sperm masuk ke sitoplasma sel telur

Aktivasi sel telur


Waktu dalam FertilisasiIkatan sel sperma dgn sel telur (1 detik) Mening katnya Ca++ (10 detik) Reaksi korteks (20 detik)

Membran Fertilisasi trebentuk + aktivasi sel telur (1 min)

Reaksi akrosom (2 detik)

Membran fertilisasi terbentuk+ aktivasi sel telur (1 min)

Fusi nukleus sel sperma + sel telur (20 min)

Dimulainya sintesis DNA (40 min)

Pembelahan sel pertama (90 min) (Awal perkembangan)

Reaksi akrosom pada manusia

Pengenalan pada sperma mamalia g p p a. Adhesi sperma pada ZP berdasarkan pengenalan b. ikatan N-acetylglalactosaminyl pada ZP3 dengan reseptor sperma c. c Reseptor Sperma masih sedang dikarakterisasi d. Terdeteksi pada e. Ikatan pada ZP3 memicu terjadinya reaksi akrosom f. mengaktifkan protein G yang akan menginduksi influx dan eksositosis Ca membuka T type low voltage T-type activated Ca++ channelsMolekul ZP: ZP1, ZP2, ZP3

mencit marmot dan manusia mencit,

Sesudah sperma berikatan dengan ZP3: pengikatan sperma (yang sudah berikatan dengan ZP3 dan sudah melepas akrosom) dengan glikoprotein ZP2-------> dibantu oleh : proakrosin ----> enzim akrosin pencerna ZP2 > dan atau protein PH20 (marmot) ---> tergantung hewan

masuk ke dalam sel telur reaksi korteks (butir-butir korteks melepas isinya a l (butir butir isinya, a.l. protease pengubah ZP2), sehingga sperma lain yang terikat ZP3 tidak dapat terus masuk

Fungsi pronukleus jantan dan betina berbeda berbeda: Contoh : transplantasi pronukleus & epronukleasi pronukleus jantan + tak ada pronukleus betina mola (hydatidiform mole) ( y )

Gen fraternal + gen maternal tertentu harus on normal

Hambatan terhadap polispermi: Perubahan tegangan potensial membran telur -60 mV + 20 mV 60 perubahan pada membran plasma dan plasma kortikal tidak cocok untuk ditembus oleh sperma (1 detik sesudah penetrasi) normal lagi fast blocking pembentukan membran fertilisasi slow bl ki l blocking

Hambatan cepat (fast blocking) terhadap p p polispermi: p Terjadi oleh perubahan 3 macam ion :1. 1 permeabilitas membran terhadap ~ Na+ naik depolarisasi membran (dalam beberapa detik) 2. Influks Ca++ dari deposist intraseluler meningkat ->>[Ca++]----> pH 3. Effluks H+ dan influks Na+ mulai 60 detik pH

Akibat 1, 2, dan 3 : p p p sel telur tidak dapat dipenetrasi oleh sperma lain awal pengaktifan sel telur untuk perkembangan

Pembentukan membran fertilisasipenghambat II polispermi h b li i (slow blocking permanen) mobilisasi Ca++ (dari penyimpanan dalam sel p y p telur) Pelepasan Ca++ di tempat masuknya sperma g permukaan sel telur Ca++ mengalir ke p Inisiasi reaksi korteks : pecahnya granula korteks (g.k. di bawah p ) 5 /1m membran plasma) ---> 15000 / pelepasan isi g.k. ke rongga perivitelin (di luar membran plasma) Isi g.k. : macam-macam enzim; proteing p protein struktural, mukopolisakarida sulfat (glikosaminoglikans = GAG)

Peristiwa yang y g terjadi segera sesudah penetrasi sperma

Figure 28.3

Documents

Fertilisasi Final