» » Как яйцеклетка избавляется от лишней ДНК

Как яйцеклетка избавляется от лишней ДНК

Оплодотворённая яйцеклетка держит хромосомы сперматозоида подальше от своих собственных, что позволяет ей легко избавиться от лишнего набора хромосом.

Как яйцеклетка избавляется от лишней ДНК
Рецепторы для сперматозоида (зелёные и красные точки) покрывают поверхность яйцеклетки за исключением той зоны, где собраны её хромосомы (окрашены синим). (фото: RIKEN) Открыть в полном размере ‹ ›

О какой лишней ДНК в яйцеклетке тут идёт речь? Мы знаем, что до оплодотворения в яйцеклетке есть непарный (гаплоидный) набор хромосом от матери, а после оплодотворения к ним добавляются такие же непарные отцовские хромосомы из сперматозоида — вместе они образуют двойной (диплоидный) хромосомный набор, необходимый для развития эмбриона.

Тем не менее, в оплодотворённой яйцеклетке есть лишняя ДНК в виде дополнительного набора материнских хромосом. Чтобы понять, откуда она берётся, нужно повнимательнее присмотреться к тому, как созревает яйцеклетка. Там есть много этапов, и самый последний — деление клетки-предшественницы мейозом, когда в результате получаются четыре дочерние клетки с одинарным набором хромосом. Четыре — потому что мейоз состоит из двух делений подряд. При этом клетка-предшественница (или ооцит первого порядка) оба раза делится асимметрично, так что почти вся цитоплазма достаётся только одной из дочерних клеток. Она и окажется зрелой яйцеклеткой, а три оставшиеся очень мелкие клетки, так называемые полярные тельца, исчезают.

И вот тут есть одна особенность: после первого деления получается большая клетка (ооцит второго порядка) и маленькая — первое полярное тельце. При обычном мейозе обе клетки должны тут же поделиться ещё раз, но ооцит второго порядка замирает на полпути. Он определённым образом меняется, готовясь к оплодотворению, но при этом в нём остаётся по две материнские копии каждой хромосомы. При оплодотворении в яйцеклетке оказывается тройной набор хромосом. Но тут она завершает деление: лишний хромосомный набор уходит в ещё одно полярное тельце, и в оплодотворённой яйцеклетке оказывается нормальный двойной набор хромосом. То есть окончательное созревание яйцеклетки, как ни странно, происходит после оплодотворения.

Как при этом последнем делении яйцеклетка не путается в хромосомах? Как у неё получается завершить созревание, сохранив у себя только что приобретённые хромосомы от сперматозоида и избавившись только от лишних материнских хромосом? Сотрудникам японского Института физико-химических исследований (RIKEN) удалось отчасти разгадать эту загадку. Когда сперматозоид стыкуется с яйцеклеткой, его должны встретить специальные белки, которые помогают мембране сперматозоида слиться с мембраной яйцеклетки и высвободить его хромосомы в её цитоплазму. Оказалось, что белок яйцеклетки под названием RanGTP перегоняет мембранные белки стыковки подальше от того места, где находятся хромосомы самой яйцеклетки. И даже если сперматозоид соприкоснулся с яйцеклеткой в неправильном месте, его перетащат туда, где должно произойти слияние.

А после слияния уже другой белок, F-актин, удерживает хромосомы сперматозоида подальше от хромосом яйцеклетки. Она может спокойно отщепить от себя небольшой кусочек цитоплазмы с лишним набором хромосом (то есть полярное тельце), пока сперматозоидные хромосомы болтаются на её противоположном конце.

Эксперименты, которые позволили всё это увидеть, ставили на мышиных яйцеклетках и сперматозоидах; скорее всего, то же самое происходит и у человека, хотя проверить всё равно нужно. Возможно, некоторые формы бесплодия и неудачи в искусственном оплодотворении связаны с тем, что механизм временного разделения яйцеклеточных и сперматозоидных хромосом работает с аномалиями, или что сперматозоид вводят — при искусственном оплодотворении — настолько не туда, что яйцеклетка не может отделить одни хромосомы от других.

Результаты исследований опубликованы в Journal of Cell Biology.

05 декабрь 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Коронавирус в хромосомах

Новый коронавирус SARS-CoV-2 способен встраиваться в человеческие хромосомы – правда, не полностью.

Стволовые клетки превратили в яйца

Восемь белков нужно для того, чтобы превратить эмбриональную стволовую клетку в предшественника яйцеклетки.

Память связали с нейронными хромосомами

Нейроны запоминают информацию в несколько этапов, постепенно изменяя структуру своих хромосом.

Чтобы произвести потомство, мышам не нужна Y-хромосома

Группа ученых из Гавайского университета, работая с трансгенными мышами, получила потомство от линии, не имеющей Y-хромосомы. Более того, у самцов этой линии не осталось ни одного гена, которые

Число мутаций у детей зависит от возраста обоих родителей

Исландские генетики провели беспрецедентное по масштабу исследование мутагенеза у современных людей, проанализировав полные геномы 1548 «троек», включающих пару родителей и их потомка. Оказалось, что
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
«Фантастические твари»: животные, которые нас удивили в 2021 годуЧто происходит: квантовые компьютерыПочему в Арктике начал светиться снегСтранная наука – 20219 привычек, которые помогут дожить до 100 летОфринительные паукиИнформационная автократия – новый тренд мировой политикиУченые нашли новые данные о появлении жизни на Земле