Skema sperma. Akrosom diamati
Apa itu akrosom?
Akrosom adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan organel vesikular yang mendahului inti sel sperma (sperma) hewan vertebrata dan invertebrata dan terdiri dari protein dan enzim yang dikonfigurasi secara khusus.
Sperma adalah gamet atau sel kelamin jantan. Mereka memiliki setengah dari susunan genetik organisme yang memunculkannya, yaitu, mereka adalah sel haploid, dan fungsi utamanya adalah membuahi sel telur yang dihasilkan oleh wanita, untuk membentuk individu baru yang berbeda secara genetik.
Pada kebanyakan hewan, sperma adalah sel bergerak yang tubuhnya terbagi menjadi dua bagian yang jelas: kepala dan ekor, keduanya ditutupi oleh membran plasma yang sama. Kepala adalah bagian yang mengandung nukleus dan sebagian besar sitosol, sedangkan ekor adalah struktur flagellar yang berfungsi untuk motilitas.
Akrosom ditemukan di kepala sel sperma, khususnya di ujung distal, menutupi hampir seluruh permukaan sel, dan protein yang terkandung dalam vesikel ini memiliki fungsi khusus selama proses pembuahan.
Fungsi akrosom
Skema struktur sperma dan lokasi akrosom (Sumber: Gevictor [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Akrosom memainkan peran penting selama proses pembuahan di tempat perlekatan sperma dengan zona pelusida ovum (yang merupakan penutup luar sel gamet betina ini), yang telah ditunjukkan oleh beberapa penelitian infertilitas yang terkait dengan cacat pada struktur vesikular ini.
Dalam beberapa artikel ilmiah adalah mungkin untuk menemukan deskripsi organel ini di mana mereka disebut sebagai “mirip dengan lisosom seluler”, karena mereka adalah struktur berbentuk kantung yang melayani tujuan pencernaan dan pertahanan intraseluler yang berbeda.
Jadi, fungsi vesikel sperma ini adalah untuk mendegradasi komponen zona pelusida sementara sperma berjalan menuju sel telur untuk menyatu dengan membrannya dan membuahinya.
Pelatihan
Morfologi akrosom sangat bervariasi antar spesies, tetapi hampir selalu merupakan struktur vesikular yang berasal dari kompleks Golgi, yang disintesis dan dirakit selama tahap awal spermiogenesis (diferensiasi spermatid menjadi spermatozoa).
Vesikel akrosom dibatasi oleh dua membran yang dikenal sebagai membran akrosom, yang satu internal dan satu eksternal. Membran ini mengandung komponen struktural dan non-struktural yang berbeda, protein dan enzim dari berbagai jenis, yang penting untuk pembentukan matriks internal.
Komponen internal ini berpartisipasi dalam dispersi matriks akrosom, dalam penetrasi sperma melalui zona pelusida ovula (penutup ekstraseluler) dan dalam interaksi antara membran plasma kedua sel gamet.
Bagaimana akrosom terbentuk?
Pada awal spermiogenesis, ketika meiosis selesai, sel-sel haploid yang bulat berubah bentuk menjadi ciri khas sperma.
Selama proses ini, kompleks Golgi adalah sistem menonjol dari tubulus dan vesikel padat yang didistribusikan di daerah dekat kutub nukleus. Beberapa vesikel yang berasal dari kompleks Golgi bertambah besar ukurannya dan meningkatkan konsentrasi komponen granular halusnya.
Setiap butiran halus melepaskan kandungannya yang kaya akan glikoprotein di dalam vesikel yang lebih besar ini dan inilah yang oleh beberapa penulis disebut “sistem akrosom dalam pembentukan”, dari mana tudung kepala sperma dan akrosom kemudian terbentuk.
Bersamaan dengan proses “pemuatan” granula, vesikel ini juga menerima banyak glikoprotein yang disintesis dan secara aktif diangkut ke dalamnya.
Pada hewan pengerat, proses pembentukan dan evolusi sistem sperma akrosom terjadi dalam empat fase selama spermiogenesis. Yang pertama dikenal sebagai fase Golgi dan ketika granula “pro-akrosom” terbentuk dari sakulus wajah trans kompleks Golgi.
Kemudian, butiran ini menyatu untuk membentuk butiran akrosom tunggal, yang memanjang berkat translokasi protein baru dari kompleks Golgi (fase kedua). Fase ketiga dikenal sebagai fase akrosom dan terdiri dari konformasi struktural hemisfer dari akrosom.
Fase keempat, juga dikenal sebagai fase pematangan, berkaitan dengan berbagai perubahan yang terjadi pada morfologi nukleus (akrosom yang terbentuk berada di dekat nukleus) dan dengan migrasi akrosom dan distribusinya ke seluruh sel. .
Reaksi
Seperti disebutkan, akrosom adalah vesikel yang berbeda dari kompleks Golgi sperma. Proses pelepasan isi luminal vesikel ini sebelum peleburan antara sel telur dan sperma selama reproduksi seksual dikenal sebagai reaksi akrosom.
Reaksi ini, serta morfologi akrosom, sangat bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya, terutama antara vertebrata dan invertebrata; namun, dalam kedua kasus itu adalah peristiwa yang sangat diatur.
Reaksi akrosom (Sumber: Cremaster [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Latar belakang
Reaksi akrosom hanya terjadi ketika sperma dilepaskan oleh pria ke dalam saluran genital wanita dan berjalan ke ovarium, di mana ovula berada, yang menyiratkan bahwa sel-sel ini sebelumnya telah mengalami dua proses pematangan:
– Transit melalui epididimis (pada gonad jantan)
– Pelatihan (selama transit melalui saluran genital wanita)
Hanya sperma terlatih yang mampu, secara molekuler, “mengenali” zona pelusida dan bergabung dengannya, karena ini adalah proses yang dimediasi oleh karbohidrat yang dikenali oleh reseptor spesifik pada membran sperma.
Ketika sperma mengikat zona pelusida sel telur, jalur pensinyalan yang bergantung pada kalsium diaktifkan yang memicu eksositosis akrosom, yang dimulai dengan fusi membran akrosom luar dengan membran plasma sperma.
Fertilisasi, yaitu peleburan inti betina dan jantan dalam sitosol ovum hanya dimungkinkan melalui reaksi akrosom, karena sperma menggunakan enzim yang terkandung dalam vesikel ini untuk melintasi zona pelusida dan mencapai plasma membran ovum. .
Enzim
Ada beberapa enzim yang terkandung dalam lumen akrosom; Mirip dengan yang ada di lisosom adalah beberapa asam glikohidrolase, protease, esterase, fosfatase asam, dan arilsulfatase.
Di antara proteinase akrosom dan peptidase adalah akrosin, enzim yang paling banyak dipelajari dalam akrosom dan merupakan endoproteinase dengan sifat yang mirip dengan tripsin pankreas. Kehadirannya telah dikonfirmasi setidaknya di semua mamalia. Ini hadir dalam bentuk tidak aktifnya, proacrosin.
Bagian dari literatur menunjukkan bahwa enzim ini juga dapat ditemukan pada permukaan sperma, di mana kompleks proacrosin / acrosin tampaknya menjadi salah satu reseptor yang diperlukan untuk pengenalan zona pelusida.
Akrosom juga kaya akan enzim glikosidase dan yang paling terkenal adalah hyaluronidase, yang berhubungan dengan membran akrosom luar dan membran plasma sperma.
Di antara enzim lipase yang ada dalam akrosom, fosfolipase A2 dan fosfolipase C menonjol. Mereka juga memiliki fosfatase seperti alkaline phosphatase dan beberapa ATPase.
