Resimde yapay ortamda (test tüpünde) döllenen bir yumurta hücresini görüyoruz (elektron mikroskobu taraması 1100:1).
Bir kez açığa çıktığında, yumurta ve sperm, birbirlerini bulup döllenme gerçekleşmediği takdirde dakikalar veya saatler içinde ölürler. Döllenme yoluyla yumurta ve sperm kurtulmuş olur; yumurta gelişimsel programının başlaması için aktive olur ve iki gametin (eşey hücresi) haploid nukleusları (yarı kromozomlu çekirdekler) yeni diploid (çift) organizmanın genomunu oluşturmak üzere bir araya gelir.
Cinsel birleşme sırasında boşaltılan yaklaşık 300 milyon insan sperminin sadece 200'ü yumurta kanalında döllenme bölgesine ulaşır. Döllenmiş yumurtayı çevreleyen folikül hücreler tarafından salınan kimyasal sinyallerin spermi yumurtaya çektiğine dair kanıtlar bulunmakla beraber kemoakraktan (kimyasal çekici madde) moleküllerinin doğası bilinmiyor.
Sperm yumurtayı bulduktan sonra ilk olarak folikül hücreleri tabakasından geçmeli ve sonrasında yumurta çeperine, yani zona pellusida’ya (ovumu saran membranöz yapı) bağlanmalı ve burası ile kaynaşarak içeri geçmelidir.
Sperm yumurta plazma membranı ile kaynaştığında, hücre içinde yayılan sitolistik Ca2 + 'de lokal bir artışa neden olur. Ca2 + sinyali, kortikal reaksiyona maruz kalan yumurtayı aktive eder; dolayısıyla başka spermlerin yumurta ile kaynaşmasınıönlerler.
Birçok sperm bir yumurta bağlayabilse de, normal olarak sadece bir tanesi yumurta plazma membranı ile kaynaşır ve çekirdeği ile diğer organellerini yumurta sitoplazmasına enjekte eder. Polispermi olarak adlandıralan durumda, yani birden fazla sperm kaynaştığında, hücre bölünmesi sırasında kromozomların hatalı ayrılmasıyla sonuçlanan çok kutuplu veya fazladan mitotik iğcikler oluşur; nondiploid hücreler üretilir ve gelişme genellikle durur.
Döllendikten sonra yumurta zigot olarak adlandırılır. Bununla birlikte, iki haploid çekirdek (pronukleusi olarak adlandırılan) bir araya gelip kromozomlarını tek bir diploid çekirdek halinde birleştirene kadar dölleme işlemi tamamlanmaz. Ca2 + sinyali aynı zamanda sperm ve yumurta haploid pronukleuslarının bir araya gelmesiyle başlayan zigotun gelişimini tetikler ve kromozomlar zigotun ilk bölünmesine aracılık eden tek bir mitotik iğcik üzerinde hizalanır.
Sperm, yumurtanın hücre dışı çeperine nüfuz ettikten sonra, yumurta yüzeyinde mikrovilü uçlarını kaplayan yumurta plazma membranı ile etkileşir. Yumurtanın yüzeyi değişir ve artık diğer sperm hücrelerinin geçişine izin vermez.
1950'lerin sonunda, memeli yumurtalarının yapay ortamda (in vitro) döllenmesinin mümkün hale gelmesi, memelilerin döllenmesindeki hücresel ve moleküler olayların analizine giden yolu açtı. Memeli döllenmesini anlama konusundaki ilerleme, önemli tıbbî fayda getirdi: Yapay ortamda döllenmiş memeli yumurtaları, uterusa nakledildiğinde normal bireyler olarak gelişebilir. Günümüzde yapay ortamda gerçekleştirilen gebelikler oldukça yaygın bir durumda.
Hazırlayan: Aslı Özge
Kaynak ve daha fazlası: Alberts B., Johnson A., Lewis J. et al. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, New York, Garland Science, 2002, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26843/
Görsel kaynak: http://www.eyeofscience.de/en/medicine/