Befruchtung (auch bekannt als Vorstellung, Düngung und syngamy) ist die Fusion von Geschlechtszellen, um einen neuen Organismus zu erzeugen. In Tieren ist der Prozess mit der Fusion eines Eies mit einem Sperma verbunden, das schließlich zur Entwicklung eines Embryos führt. Abhängig von den Tierarten kann der Prozess innerhalb des Körpers der Frau in der inneren Befruchtung, oder draußen (Außenbefruchtung) vorkommen. Der komplette Prozess der Entwicklung von neuen Personen wird Fortpflanzung genannt.

Befruchtung in Werken

Blütenwerke

Nachdem das Fruchtblatt bestäubt wird, keimt das Blütenstaub-Korn in einer Antwort auf eine süße Flüssigkeit, die durch das reife Stigma (hauptsächlich Rohrzucker) verborgen ist. Von jedem Blütenstaub-Korn wächst eine Blütenstaub-Tube heraus, der versucht, zum Eierstock durch das Schaffen eines Pfads durch das weibliche Gewebe zu reisen. Die vegetativen (oder Tube) und generative Kerne des Blütenstaub-Kornes gehen in seine jeweilige Blütenstaub-Tube. Nachdem das Blütenstaub-Korn am Stigma des Fruchtblattes klebt (weibliche Fortpflanzungsstruktur), wächst eine Blütenstaub-Tube und dringt ein das unbefruchtete Ei durch eine winzige Pore hat einen micropyle genannt.

Die Blütenstaub-Tube erreicht den Eierstock in einer Gerade nicht direkt. Es reist in der Nähe von der Haut des Stils und den Locken zum Boden des Eierstocks dann in der Nähe vom Container, es bricht das unbefruchtete Ei durch den micropyle (eine Öffnung in der Wand des unbefruchteten Eies) und die Blütenstaub-Tube "Brüche" in den Embryo-Sack durch.

Fruchtbar gemacht, fängt der Eierstock an zu schwellen und wird sich in die Frucht entwickeln. Mit mehrentsamten Früchten sind vielfache Körner des Blütenstaubs für syngamy mit jedem unbefruchteten Ei notwendig. Das Wachstum der Blütenstaub-Tube wird vom vegetativen (oder Tube) Zytoplasma kontrolliert. Enzyme von Hydrolytic werden durch die Blütenstaub-Tube verborgen, die das weibliche Gewebe verdauen, weil die Tube unten das Stigma und den Stil anbaut; das verdaute Gewebe wird als eine Nährquelle für die Blütenstaub-Tube verwendet, als es wächst. Während des Blütenstaub-Tube-Wachstums zum Eierstock teilt sich der generative Kern, um zwei getrennte Sperma-Kerne (haploid Zahl von Chromosomen) zu erzeugen - eine wachsende Blütenstaub-Tube enthält deshalb drei getrennte Kerne, zwei Sperma und eine Tube. Die Spermen werden miteinander verbunden und dimorph, der große, in mehreren Werken, wird auch mit dem Tube-Kern und dem miteinander verbundenen Sperma verbunden, und Tube-Kerne bilden die "männliche Keim-Einheit".

Doppelte Befruchtung ist der Prozess in angiosperms (Blütenwerke), in dem zwei Sperma-Kerne von jeder Blütenstaub-Tube zwei Zellen in einem Eierstock fruchtbar machen. Nachdem die Blütenstaub-Tube den Eierstock erreicht, den der Blütenstaub-Tube-Kern auflöst und die zwei Samenzellen in den Eierstock befreit werden; eine der zwei Samenzellen macht die Eizelle (an der Unterseite vom unbefruchteten Ei in der Nähe vom micropyle) fruchtbar, einen diploid (2n) Zygote bildend. Das ist der Punkt, wenn Befruchtung wirklich vorkommt. Bemerken Sie, dass Befruchtung und Befruchtung zwei getrennte Prozesse sind. Die andere Samenzelle brennt mit zwei haploid polaren Kernen (enthalten in der Hauptzelle) im Zentrum des Embryo-Sacks (oder unbefruchtetes Ei) durch. Die resultierende Zelle ist triploid (3n). Diese triploid Zelle teilt sich durch mitosis und bildet den endosperm, ein nährreiches Gewebe innerhalb des Samens.

Die zwei Hauptzelle mütterliche Kerne (polare Kerne), die zum endosperm beitragen, entsteht durch mitosis von einem einzelnen meiotic Produkt. Deshalb ist der mütterliche Beitrag zur genetischen Verfassung des triploid endosperm von diesem des Embryos verschieden.

Eine primitive Art des Blütenwerks, Nuphar polysepala, hat endosperm, der diploid ist, sich aus der Fusion eines Blütenstaub-Kerns mit einem, aber nicht zwei, mütterlicher Kerne ergebend. Es wird geglaubt, dass früh in der Entwicklung von angiosperm Zeilenhonoraren es eine Verdoppelung in dieser Weise der Fortpflanzung gab, seven-celled/eight-nucleate weiblichen gametophytes und triploid endosperms mit 2:1 mütterlich zum väterlichen Genom-Verhältnis erzeugend.

Der Prozess ist leicht sich zu vergegenwärtigen, wenn man auf Mais-Seide schaut, die die weibliche Blume des Getreides ist. Der Blütenstaub von der Quaste (die männliche Blume) Fälle auf dem klebrigen Außenteil der Seide, und dann Blütenstaub-Tuben baut unten die Seide zum beigefügten unbefruchteten Ei an. Die ausgetrocknete Seide bleibt innerhalb des Hüllblattes des Ohrs, weil die Samen reif werden; wenn man sorgfältig das Hüllblatt entfernt, können die Blumenstrukturen gesehen werden.

In vielen Werken ist die Entwicklung des Fleisches der Frucht zum Prozentsatz von fruchtbar gemachten unbefruchteten Eiern proportional. Zum Beispiel, mit der Wassermelone, müssen ungefähr eintausend Körner des Blütenstaubs geliefert und gleichmäßig auf den drei Lappen des Stigmas ausgebreitet werden, um eine normale große und geformte Frucht zu machen.

Befruchtung in Tieren

Die Mechanik hinter der Befruchtung ist umfassend in Seeigeln und Mäusen studiert worden. Diese Forschung richtet die Frage dessen, wie das Sperma und das passende Ei einander und die Frage dessen finden, wie nur ein Sperma ins Ei kommt und seinen Inhalt liefert. Es gibt drei Schritte zur Befruchtung, die Art-Genauigkeit sichern:

1. Chemotaxis
2. Sperma activation/acrosomal Reaktion
3. Festkleben des Spermas/Eies

Inner gegen den äußerlichen

Rücksicht betreffs, ob ein Tier (mehr spezifisch ein Wirbeltier) innere oder äußerliche Befruchtung verwendet, ist häufig von der Methode der Geburt abhängig. Ovipare Tiere, die Eier mit dicken Kalzium-Schalen, wie Hühner, oder dicken ledernen Schalen allgemein legen, vermehren sich über die innere Befruchtung, so dass das Sperma das Ei fruchtbar macht, ohne die dicke, tertiäre Schutzschicht des Eies durchführen zu müssen. Ovovivipare und euviviparous Tiere verwenden auch innere Befruchtung. Es ist wichtig zu bemerken, dass, obwohl sich einige Organismen über amplexus vermehren, sie noch innere Befruchtung, als mit einigen Salamandern verwenden können. Vorteile für die innere Befruchtung schließen ein: minimale Verschwendung von Geschlechtszellen; größere Chance der individuellen Ei-Befruchtung, relativ "längerer" Zeitabschnitt des Ei-Schutzes und der auswählenden Befruchtung; viele Frauen sind in der Lage, Sperma seit verlängerten Zeitspannen zu versorgen, und können ihre Eier an ihrem eigenen Wunsch fruchtbar machen.

Ovipare Tiere, die Eier mit dünnen tertiären Membranen oder keinen Membranen überhaupt andererseits erzeugen, verwenden Außenbefruchtungsmethoden. Vorteile für die Außenbefruchtung schließen ein: minimaler Kontakt und Übertragung von körperlichen Flüssigkeiten; das Verringern der Gefahr der Krankheitsübertragung und größeren genetischen Schwankung (besonders während der Sendung, die Außenbefruchtungsmethoden erzeugt).

Seeigel

Chemotaxis wurde als die Methode entdeckt, durch das Sperma die Eier finden. Dieser chemotaxis ist ein Beispiel einer ligand/receptor Wechselwirkung. Resact ist eine 14 Aminosäure peptide gereinigt vom Gelee-Mantel von A. punctulata, der die Wanderung des Spermas anzieht.

Nach der Entdeckung des Eies bringt das Sperma den Gelee-Mantel durch einen Prozess genannt Sperma-Aktivierung durch. In einer anderen ligand/receptor Wechselwirkung bindet ein oligosaccharide Bestandteil des Eies und aktiviert einen Empfänger auf dem Sperma und verursacht die acrosomal Reaktion. Die acrosomal vesicles des Spermas brennen mit der Plasmamembran durch und werden veröffentlicht. In diesem Prozess werden Moleküle, die zum acrosomal vesicle Membran wie bindin gebunden sind, auf der Oberfläche des Spermas ausgestellt. Dieser Inhalt verdaut den Gelee-Mantel und schließlich die vitelline Membran. Zusätzlich zur Ausgabe von acrosomal vesicles gibt es Explosivstoff polymerization actin, um sich zu formen, eine dünne Spitze an der Spitze des Spermas hat den Acrosomal-Prozess genannt.

Das Sperma bindet zum Ei durch eine andere ligand Reaktion zwischen Empfängern auf der vitelline Membran. Das Sperma-Oberflächenprotein bindin, bindet zu einem Empfänger auf der vitelline als EBR1 identifizierten Membran.

Die Fusion der Plasmamembranen des Spermas und Eies wird wahrscheinlich durch bindin vermittelt. An der Seite des Kontakts verursacht Fusion die Bildung eines Befruchtungskegels.

Säugetiere

Gewöhnlich verlassen sich Säugetiere auf die innere Befruchtung durch die Verbindung. Nachdem ein Mann ejakuliert, eine Vielzahl von Samenzellen bewegen sich zur oberen Scheide (über Zusammenziehungen von der Scheide) durch den Nacken und über die Länge der Gebärmutter zum Ei. Der capacitated Spermatozoid und der oocyte treffen sich und wirken in der Ampulle des Eileiters aufeinander. Thermotactic und chemotactic Anstiege werden am Sperma-Führen zur Eizelle mindestens während der Endbühne der Sperma-Wanderung beteiligt. Wie man gezeigt hat, haben Spermatozoiden auf den Temperaturanstieg von ~2°C zwischen dem oviduct und der Ampulle geantwortet, und chemotactic Anstiege des Progesterons sind als das Signal bestätigt worden, das von der Haufenwolke oophorus Zellen Umgebungskaninchen und menschlicher oocytes ausgeht. Capacitated und hyperaktivierte Samenzellen antworten auf diese Anstiege, indem sie ihr Verhalten ändern und an den Komplex der Haufenwolke-oocyte herangehen. Andere Chemotactic-Signale wie formyl Met-Leu-Phe (fMLF) können auch Spermatozoiden führen.

Der zona pellucida des Eies bindet mit dem Sperma. Im Gegensatz zu Seeigeln bindet das Sperma zum Ei vor der acrosomal Reaktion. Der zona pellucida ist eine dicke Schicht der extracellular Matrix, die das Ei umgibt und der Rolle der vitelline Membran in Seeigeln ähnlich ist. Ein glycoprotein im zona pellucida, wie man entdeckte, war ZP3 für das Festkleben des Eies/Spermas in Mäusen verantwortlich. Der Empfänger galactosyltransferase (GalT) bindet zu den N-acetylglucosamine Rückständen auf dem ZP3 und ist wichtig, um mit dem Sperma zu binden und die acrosome Reaktion zu aktivieren. ZP3 ist für die Schwergängigkeit des Spermas/Eies genügend, aber nicht notwendig. Es gibt zwei zusätzliche Sperma-Empfänger: 250kD hat Protein, das zu einem oviduct bindet, Protein und SED1 verborgen, der unabhängig zum zona bindet. Nach der acrosome Reaktion wird es geglaubt, dass das Sperma bestimmt zum zona pellucida durch ausgestellte ZP2 Empfänger bleibt. Diese Empfänger sind in Mäusen unbekannt, aber sind in Versuchskaninchen identifiziert worden.

In Säugetieren beginnt die Schwergängigkeit des Spermatozoiden zu GalT die acrosome Reaktion. Dieser Prozess veröffentlicht das Enzym hyaluronidase, der die Matrix von hyaluronic Säure in den Roben verdaut, die den oocyte umgeben. Die Fusion zwischen den oocyte Plasmamembranen und dem Sperma folgt, den Zugang des Sperma-Kerns, centriole und der Geißel, aber nicht des mitochondria in den oocyte erlaubend. Die Fusion wird wahrscheinlich durch das Protein CD9 in Mäusen (die Schwergängigkeit homolog) vermittelt. Das Ei "aktiviert" sich nach dem Schmelzen mit einer einzelnen Samenzelle, dadurch seine Zellmembran ändernd, um Fusion mit anderem Sperma zu verhindern.

Dieser Prozess führt schließlich zur Bildung einer diploid Zelle genannt eine Zygote. Die Zygote beginnt, einen blastocyst zu teilen und zu bilden, und wenn sie die Gebärmutter erreicht, führt sie Implantation im endometrium durch. An diesem Punkt hat die Schwangerschaft der Frau begonnen. Wenn der Embryo implants in einem Gewebe außer der Gebärmutterwand, eine ectopic Schwangerschaft resultiert, der für die Mutter tödlich sein kann.

In einigen Tieren (z.B Kaninchen) veranlasst die Tat des Koitus Eisprung durch die stimulierende Ausgabe des pituitären Hormons gonadotropin. Das vergrößert außerordentlich die Wahrscheinlichkeit, dass Koitus auf Schwangerschaft hinauslaufen wird.

Menschen

Der Begriff Vorstellung verweist allgemein auf die Befruchtung, die erfolgreiche Fusion von Geschlechtszellen, einen neuen Organismus zu bilden. 'Vorstellung' wird von einigen verwendet, um sich auf die Implantation zu beziehen, und ist so ein Thema von semantischen Argumenten über den Anfang der Schwangerschaft normalerweise im Zusammenhang der Abtreibungsdebatte.

Gastrulation, der ungefähr 16 Tage nach der Befruchtung vorkommt, ist der Punkt in der Entwicklung, wenn der implanted blastocyst drei Keim-Schichten, den endoderm, den ectoderm und den mesoderm entwickelt. Es ist an diesem Punkt, dass der genetische Code des Vaters völlig beteiligt an der Entwicklung des Embryos wird. Bis zu diesem Punkt in der Entwicklung ist twinning möglich. Zusätzlich überleben Zwischenart-Hybriden nur bis gastrulation, und haben keine Chance der Entwicklung später.

Jedoch wird diese Positur nicht völlig akzeptiert, weil sich etwas menschliche Entwicklungsbiologie-Literatur auf den "conceptus" bezieht und solche medizinische Literatur die "Produkte der Vorstellung" als der Postimplantationsembryo und seine Umgebungsmembranen kennzeichnet. Der Begriff "Vorstellung" wird in der wissenschaftlichen Literatur wegen seiner variablen Definition und Konnotation nicht gewöhnlich gebraucht.

Befruchtung und genetische Wiederkombination

Meiosis läuft auf eine zufällige Abtrennung der von jedem Elternteil beigetragenen Gene hinaus. Jeder Elternteilorganismus hat allgemein dasselbe genetische Make-Up, aber unterscheidet sich für einen Bruchteil ihrer Gene. Deshalb wird jede von einer Person erzeugte Geschlechtszelle von anderen von dieser Person, sowie von den von einer anderen Person erzeugten Geschlechtszellen genetisch verschieden sein. Wenn Geschlechtszellen zuerst bei der Befruchtung durchbrennen, werden die von den Eltern geschenkten Chromosomen, und in Menschen verbunden, das bedeutet, dass (2 ²²) ² = 17.6x10 chromosomal verschiedene Zygoten für die Nichtsexualchromosomen möglich sind, sogar keine chromosomale Überkreuzung annehmend. Wenn Überkreuzung einmal vorkommt, dann durchschnittlich (4 ²²) ² = 309x10 sind genetisch verschiedene Zygoten für jedes Paar möglich, nicht denkend, dass Überkreuzungsereignisse an den meisten Punkten entlang jedem Chromosom stattfinden können. Die X und Y Chromosomen erleben Überkreuzungsereignisse nicht, so werden von der Berechnung ausgeschlossen. Bemerken Sie, dass die mitochondrial DNA nur vom Elternteil mütterlicherseits geerbt wird.

Parthenogenese

Eine andere Methode der Befruchtung kommt unter Tieren vor, die sich normalerweise sexuell durch die Parthenogenese vermehren: Wenn die Geschlechtszelle einer Frau von einem Mann nicht fruchtbar gemacht wird, noch erzeugt lebensfähige und einzigartige Nachkommenschaft, die nicht Klone ist. Nur die DNA von der Mutter wird geerbt, aber es ist zu ihr nicht identisch. Normale Eier der Mutter werden fruchtbar gemacht, ohne Sperma und Entwicklungserlös normalerweise. Das kommt natürlich in mehreren Arten vor und kann in anderen durch einen chemischen oder elektrischen Stimulus veranlasst werden. 2004 sind japanische von Tomohiro Kono geführte Forscher nach 457 Versuchen erfolgreich gewesen, die Eier von zwei Mäusen, das Ergebnis der entwickelt normalerweise in eine Maus zu verschmelzen. Das wurde durch das Blockieren bestimmter Proteine erreicht, die normalerweise die Möglichkeit verhindern würden.

Siehe auch

• Kaguya (Maus)
• Weibliches Sperma
• In der vitro Befruchtung
• Fötale Entwicklung
• Superfetation
• Superdüngung
• Vorstellungskappe
• Vorstellungsgerät
• Pro-Embryo