Fertilisasi Dan Cleavage

FERTILISASI DAN CLEAVAGE T I K: setelah perkuliahan mhs diharapkan dapat • Menjelaskan persiapan yang dilakukan oleh sprematozoa dan oosit sebelum fertilisasi berlangsung • Menjelaskan urutan proses dalam fertilisasi • Menjelaskan tipe dan proses cleavage • Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi dan mengontrol proses cleavage

Transport sperma Transport sperma (fertilisas internal): • Saluran reproduksi jantan: – Tubulus seminiferus – vasa efferensia – epididymis motilitas: pembentukan ATP, perubahan plasma membran – vasa deferensia – uretra

• Saluran reproduksi betina: – vagina +cervix – uterus – tuba fallopii (tempat berlangsungnya fertilisasi)

Deposisi spermatozoa Hewan

Σ sperma /ejakulat (juta)

Tempat deposisi

Σ sperma dlm ampula Tuba Falopii

mencit

50

uterus

<100

tikus

58

uterus

500

babi

8000

uterus

1000

kelinci

280

vagina

250-500

sapi

3000

vagina

sedikit

Biri-biri

1000

vagina

600-700

manusia

280

vagina

200

Speratozoa dan Saluran Rep. betina Umur spermatozoa Hewan Jam Mencit 6 Tikus 14 Guenia pig 21-22 Kelinci 30-32 Biri-biri 30-48 Sapi 28-50 Kuda 28-48 Kelelawar 135 hari

Urutan proses utama selama fertilisasi 1. Kontak dan pengenalan sperma-telur: untuk memastikan sperma-telur dari spesies yang sama 2. Pengaturan masuknya sperma ke dalam telur: pencegahan polispermi 3. Fusi materi genetik dari sperma dan telur 4. Aktivasi metabolisme telur untuk mengawali perkembangan

Pengenalan sperma dan telur

Tahapan dalam pengenalan sperma dan telur 2. Pada spesies tertentu, telur mengeluarkan kemoatraktant 3. Eksositosis vesikula akrosom 4. Ikatan antara sperma dengan bungkus ekstraseluler telur 5. Sperma menembus bungkus telur 6. Fusi membran sel telur dan membran sel sperma

Kemoatraktant

• Sperma bergerak ke arah telur • Orthopyxis caliculata (cnidaria) – Telur mengeluarkan kemoatraktant – Hanya telur yang telah menyelesaikan meiosis II • Arbacia punctulata (sea urchin) – Telur menghasilkan resact (mol peptida dg 14 asam amino) – kemoatraktant, ‘sperm activating peptide’ – Sperma mempunyai reseptor untuk resact • Pengenalan spesies spesifik pada sea urchin – Binding protein 30.500 Da

Fusi membran pada Sea Urchin

Reaksi akrosom pada sea urchin

Fusi membran pada mencit

Pengenalan sperma dan telur pada mamalia • Zona pelucida analog dg membran vitelin • ZP menghasilkan gikoprotein ZP1-3 • ZP3 (glikoprotein, 83 kDa) – Berikatan dengan kepala sperma berakrosom utuh – Crosslinking ZP3-reseptor pada membran sperma --- reaksi akrosom • Setelah reaksi akrosom, membran akrosom bagian dalam berikatan dengan ZP2

Reaksi akrosom pada eutheria a.

Akrosom utuh, plasma membran ireguler membungkus akrosom

b.

Awal reaksi:fusi antara plasma membran dan membran luar akrosom pada beberapa tempat, isi akrosom membengkak dan keluar melalui tempat-tempat terjadinya fusi

c.

Seluruh akrosom telah hilang – biasanya terjadi pada saat sperma memasuki zona pelucida

Pencegahan polispermi • Fertilisasi normal bersifat monospermi • Pencegahan polispermi – Secara cepat: mengubah potensial listrik pada membran plasma – Secara lambat: reaksi kortikal granula –bungkus fertilisasi (sea urchin) – Reaksi kortikal granula mammalia – reaksi zona • N-acetylglukosamine - ZP3 • ZP2 terikat oleh protease kortikal granula – kehilangan fungsi

– Reaksi kortikal granula diaktivasi oleh ion Ca

Fusi materi genetik • Pembentukan pronukleus jantan dan betina • Sea urchin – – – –

Membran inti sperma mengalamim vesikulasi Centriol sperma memposisikan diri diantara kedua pronuklei Mikrotubulus menyatukan kedua pronuclei Terbentuk nukleus zygot

• Mamalia – Membran inti pecah, kromatin mengalami dekondensasi (pronukleus membesar) sementara oosit menyelesaikan meiosis II – Kedua pronukleus saling mendekat – Membran inti pecah, kromatin berkondensasi,

menyusun spindel mitosis, zygot terbentuk pada stadium 2 sel

Aktivasi metabolisme telur • Penyusunan kembali sitoplasma telur • Persiapan cleavage • Cleavage dipacu oleh mitosis promoting factor (MPF) • Bifasik siklus sel: M (mitosis), S (DNA sintesis) • Mitosis tipikal sel somatis – M: mitosis, G1, S (sintesis), G2 – Sel yang berdiferensiasi G1 diperpanjang –G0 – M-G1: cyclinD, G1-G2:Cyclin E, S: Cyclin A, G2: cyclin A dan B

CLEAVAGE

• Pola cleavage – Holoblastik: alur pembelahan memotong seluruh bagian telur – Meroblastik: alur pembelahan hanya memotong bagian sitoplasma yang tidak mengandung yolk

Alur pembelahan – Meridional : dari kutub animalis ke vegetalis – Ekuatorial : memisahkan kutub animalis dan vegetalis

Pembelahan Holoblastik

Pembelahan meroblastik

Sea urchin

Amphibia

Ikan

ayam

Mammalia