निषेचन और युग्मक पहचान

निषेचन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक शुक्राणु और एक अंडाणु एक-दूसरे को पहचानते हैं, जुड़ते हैं और एक युग्मनज बनाने के लिए संलयित होते हैं, जिससे द्विगुणित गुणसूत्र संख्या बहाल होती है और विकास सक्रिय होता है। युग्मक पहचान वह आणविक 'हैंडशेक' है जो यह सुनिश्चित करता है कि सही प्रजाति का शुक्राणु अंडाणु के आवरण से जुड़े और एक ही शुक्राणु अंडाणु झिल्ली के साथ संलयित हो।

Definition

निषेचन एक अगुणित शुक्राणु और एक अगुणित अंडाणु का मिलन है, जो जोना पेलुसिडा और अंडाणु प्लाज्मा झिल्ली पर अनुक्रमिक पहचान घटनाओं द्वारा मध्यस्थ होता है, जो एक द्विगुणित युग्मनज उत्पन्न करता है और अंडाणु सक्रियण तथा बहुशुक्राणुता (polyspermy) के अवरोध को ट्रिगर करता है।

Scope

यह विषय शुक्राणु के क्षमतावर्धन (capacitation) और एक्रोसोम प्रतिक्रिया (acrosome reaction), जोना पेलुसिडा (zona pellucida) से जुड़ना और उसमें प्रवेश करना, शुक्राणु और अंडाणु झिल्ली पर IZUMO1-JUNO संलयन रिसेप्टर युग्म, अंडाणु सक्रियण (egg activation), और उन अवरोधों को शामिल करता है जो एक से अधिक शुक्राणुओं द्वारा निषेचन को रोकते हैं। यह निषेचन को एक शारीरिक और आणविक प्रक्रिया के रूप में मानता है; यह गर्भाधान या सहायक प्रजनन पर नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• एक शुक्राणु अंडाणु के जोना पेलुसिडा को कैसे पहचानता और बांधता है?
• कौन से अणु शुक्राणु और अंडाणु झिल्ली के संलयन में मध्यस्थता करते हैं?
• अंडाणु यह कैसे सुनिश्चित करता है कि केवल एक शुक्राणु उसे निषेचित करे?
• संलयन के बाद अंडाणु में कौन से परिवर्तन सक्रियण का गठन करते हैं?

Key concepts

• शुक्राणु क्षमतावर्धन
• एक्रोसोम प्रतिक्रिया
• जोना पेलुसिडा ग्लाइकोप्रोटीन (ZP1-ZP4)
• IZUMO1 और JUNO संलयन रिसेप्टर
• अंडाणु सक्रियण और कैल्शियम दोलन
• बहुशुक्राणुता का अवरोध
• कॉर्टिकल प्रतिक्रिया और जोना का सख्त होना

Mechanisms

स्खलित शुक्राणु मादा पथ में क्षमतावर्धन के माध्यम से निषेचन क्षमता प्राप्त करते हैं, फिर अंडाणु के जोना पेलुसिडा से जुड़ते हैं, जो एक ग्लाइकोप्रोटीन आवरण है जिसके घटकों (ZP3 सहित) को शुक्राणु रिसेप्टर गतिविधि के रूप में पहचाना गया था। बंधन एक्रोसोम प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है, एंजाइमों को छोड़ता है जो शुक्राणु को जोना में प्रवेश करने में मदद करते हैं। अंडाणु की सतह पर, शुक्राणु झिल्ली प्रोटीन IZUMO1 अपने अंडाणु रिसेप्टर JUNO से जुड़ता है, यह एक ऐसी अंतःक्रिया है जो शुक्राणु और अंडाणु प्लाज्मा झिल्ली के संलयन के लिए आवश्यक है। संलयन अंडाणु सक्रियण को ट्रिगर करता है, जिसमें अंतःकोशिकीय कैल्शियम दोलन और कॉर्टिकल प्रतिक्रिया शामिल है, जो जोना पेलुसिडा को संशोधित करती है और बहुशुक्राणुता के लिए एक अवरोध स्थापित करती है ताकि केवल एक शुक्राणु अपना जीनोम योगदान करे।

Clinical relevance

युग्मक पहचान को समझना बांझपन और सहायक प्रजनन तकनीकों जैसे इन विट्रो फर्टिलाइजेशन (in vitro fertilization) और इंट्रासाइटोप्लाज्मिक स्पर्म इंजेक्शन (intracytoplasmic sperm injection) के विज्ञान को रेखांकित करता है, और बताता है कि जोना बंधन या संलयन अणुओं में दोष निषेचन को क्यों बाधित कर सकते हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ सामग्री के रूप में अंतर्निहित शरीर विज्ञान का वर्णन करती है और व्यक्तिगत प्रजनन सलाह या उपचार प्रदान नहीं करती है।

Evidence & guidelines

अधिकांश आणविक विवरण माउस आनुवंशिकी और जैव रसायन से आते हैं: शुक्राणु रिसेप्टर गतिविधि वाले जोना ग्लाइकोप्रोटीन की पहचान, यह प्रदर्शन कि IZUMO1 शुक्राणुओं के अंडाणुओं के साथ संलयन के लिए आवश्यक है, और JUNO की इसके अंडाणु-पक्षीय साथी के रूप में खोज। चूंकि प्रमुख प्रयोग चूहों में किए गए हैं, साहित्य में यह उल्लेख किया गया है कि मानव मार्ग व्यापक रूप से संरक्षित है लेकिन समान नहीं है।

History

बीसवीं सदी के काम ने जोना पेलुसिडा को प्रजाति-विशिष्ट शुक्राणु बंधन के स्थल के रूप में स्थापित किया, जिसमें ब्लेइल और वासरमैन ने 1980 में शुक्राणु के लिए एक ग्लाइकोप्रोटीन रिसेप्टर की पहचान की। झिल्ली संलयन का आणविक आधार तब स्पष्ट हुआ जब इनौए और सहयोगियों ने 2005 में दिखाया कि शुक्राणु प्रोटीन इज़ुमो संलयन के लिए आवश्यक है, और जब बियांची और सहयोगियों ने 2014 में JUNO को इसके अंडाणु रिसेप्टर के रूप में पहचाना, जिससे लंबे समय से प्रतीक्षित पहचान युग्म पूरा हुआ।

Key figures

• Paul M. Wassarman
• Masaru Okabe
• Naokazu Inoue
• Gavin J. Wright
• Jeffrey D. Bleil

Seminal works

• bleil-wassarman-1980
• inoue-2005
• bianchi-2014

Frequently asked questions

एक से अधिक शुक्राणुओं को अंडाणु को निषेचित करने से क्या रोकता है?

पहले शुक्राणु का संलयन कॉर्टिकल प्रतिक्रिया और जोना पेलुसिडा में परिवर्तन को ट्रिगर करता है जो मिलकर बहुशुक्राणुता के लिए एक अवरोध बनाते हैं, जिससे अतिरिक्त शुक्राणुओं को जुड़ने या संलयित होने से रोका जा सके।

IZUMO1 और JUNO क्या हैं?

IZUMO1 शुक्राणु की सतह पर एक प्रोटीन है और JUNO अंडाणु की सतह पर इसका रिसेप्टर है; निषेचन के दौरान शुक्राणु और अंडाणु झिल्ली के संलयन के लिए उनका बंधन आवश्यक है।