Struktury
morfologiczne
plemnika i ich
funkcja
biologiczna

Sylwia Kruk



Struktury plemnika tworzą jednolitą
całość spełniającą swoje podstawowe
funkcje:

-

Zdolność do zapłodnienia komórki
jajowej

-

Aktywny ruch

Budowa plemnika



Główka

Wykazująca różnorodność

gatunkową struktura,

wysunięta najdalej w

kierunku przednim. W jej

skład wchodzą otoczone

błonami biologicznymi jądro

oraz akrosom. Stanowi

przede wszystkim magazyn i

źródło informacji genetycznej

oraz enzymów ułatwiających

przejście plemników przez

osłonki komórki jajowej.

Składa się z więc z DNA, RNA

(0,02%), oraz białek

zasadowych. Główka

połączona jest ze wstawką za

pomocą szyjki, zawierającej

centriole. Główka otoczona

jest plazmolemmą.

Budowa plemnika



Plazmolemma

Błona biologiczna złożona z dwuwarstwy

fosfolipidowej, ze zróżnicowanymi gatunkowo

stosunkami ilościowymi kwasów nasyconych i

nienasyconych. W jej obrębie występuje znaczna

ilość kwasów sjalowych oraz systemów

białkowych. Na powierzchni plazmolemmy

wiązane są białka plazmy: laktoferyny, czynnik

dekapitacyjny, inhibitory proteinaz.

Plazmolemma odgrywa istotną rolę w

utrzymaniu ruchliwości plemników, zachowując

gradient stężeń jonów. W niej znajduje się

również wiele istotnych enzymów warunkujących

ruch witki (cyklaza adenylanowa).

Budowa plemnika



Jądro

Zawiera haploidalna ilość materiału genetycznego,

którego chromosomy są tak upakowane, że nie

można zobaczyć ich nawet w mikroskopie

elektronowym. DNA jest związane ze

specyficznymi białkami zasadowymi, tzw.

protaminami, zawierającymi znaczne ilości

argininy oraz cysteiny. Ich zadaniem jest

ochrona i stabilizacja genomu (odpowiednia

konfiguracja molekuły chromatynowej

zabezpiecza wysoki poziom stabilności DNA

wobec środowiskowych czynników

denaturacyjnych), branie udziału w procesie

zagęszczania chromatyny, podczas dojrzewania

plemników. Niektóre z nich są również

inhibitorami genowymi. U wszystkich ssaków

jego otoczka jądrowa nie posiada por jądrowych.

Budowa plemnika



Akrosom

Struktura ograniczona błonami, z których

wewnętrzna kontaktuje się z otoczka

jądrową (łączy je substancja wokół

jądrowa-mechanicznie ułatwia przenikanie

plemnika przez osłonki ze względu na

swoją sztywność), natomiast zewnętrzna z

błoną główki. Pomiędzy tymi błonami

wyróżnia się wypełnienie akrosomalne.

Związane są z nimi charakterystyczne

enzymy (głównie hydrolazy). Ich

zadaniem jest degradacja składników

osłonek komórki jajowej, co warunkuje

zapłodnienie, są one dodatkowo

mediatorami receptorów, zapobiegających

polispermii (reakcja akrosomowa).

Wyróżnia się trzy części tej struktury:

szczytową (ponad wierzchołkiem jądra),

zasadniczą (pokrywającą jądro od przodu)

oraz równikową (w miejscu styku błon

akrosomalnych). Poniżej dolnej krawędzi

równikowej znajduje się czapeczka dolna.

Budowa witki plemnika



Szyjka i witka

W jej skład wchodzą dwie centriole (bliższa i dalsza) połączone

ze sobą. W ich wnętrzu znajdują się włókna mikrotubularne: 9 par

układających się w okręg oraz para centralna. Dają one początek

włókna osiowego (giętka nić osiowa witki), ciągnącego się przez

całą długość witki. Z mikrotubulami związane są dimery białek:

tubuliny, związanej z GDP, pełniącą rolę w skurczu witki

plemnika, warunkującego ruch oraz dyneiny, swoistej ATP-azy

(aktywowanej kationami magnezu i wapnia.) Dzięki nim dochodzi

do transfosforylacji miedzy wolnym ATP a związanym z tubuliną

GDP (enzym kinaza nukleozydodifosforanowa) oraz defosforylacji

ATP do ADP (ATP-aza dyneiny) i związany z tym ruch witki

plemnika. Wzrost stężenia ADP aktywuje procesy utleniania

oddechowego w mitochondriach gł. wstawki.

Budowa witki plemnika



Wstawka

Składa się z włókna osiowego otoczonego „spirala

mitochondrialną”. Zawiera ona zestaw enzymów

wewnątrzmitochondrialnych (związanych z cyklem Krebsa i

oddychaniem wewnątrzkomórkowym) oraz

zewnątrzmitochondrialnych (niektóre enzymy glikolizy, głównie

heksokinaza, kinaza fosfoglicerynowa oraz dehydrogenaza

mleczanowa). W plemniku nie ma zgromadzonego glikogenu,

dlatego glikoliza zachodzi z obecnych tam cukrów (gł. fruktozy).

Cechą charakterystyczną mitochondriów plemników ssaków jest

obecność systemu przenośników cytochromowych,

dehydrogenaz, enzymów cyklu Krebsa oraz wielu innych

enzymów metabolizmu komórkowego. Jest więc aparatem

koordynacji ruchów plemnika oraz systemem syntezy związków

wysokoenergetycznych, do tego ruchu niezbędnych. W części

wstawkowej jest zmagazynowana znacząca ilość lipidów (ok..15

% suchej masy), z czego 74% to fosfolipidy, 15% to cholesterol

oraz 10% trójglicerydy i woski (1%).

Dziękuję za
uwagę