FERTILISASI, PEMBELAHAN, & BLASTULASI
Eko Prasetya, S.Pd., M.Sc.
FERTILISASI
MASALAH YANG DIHADAPI TELUR SEBELUM FERTILISASI
1. Bagaimana kemampuan membuahi dari kedua sel kelamin pada berbagai lingkungan?
2. Bagaimana sel sperma dapat mengenali telur dari spesiesnya?
3. Bagaimana kedua sel kelamin dapat melebur menjadi satu (menyatukan materi genetik)?
4. Bagaimana proses pembuahan mengaktifkan zigot menuru tahapan perkembangan selanjutnya?
MEKANISME FERTILISASI
1. Pendekatan, pengenalan, dan penempelan sperma dengan sel telur.
2. Penetrasi dan pengaturan masuknya sperma ke dalam sel telur.
3. Peleburan materi genetik dari sperma ke dalam sel telur.
4. Aktivasi metabolik telur menjadi zigot untuk memuai tahapan perkembangan selanjutnya.
PENGENALAN SPERMA DENGAN SEL TELUR
Fertilisasi
Eksternal
Air Tawar
Air Laut
Internal
Pengenalan Sel Telur dan Sperma
Daya Tarik Chemoattractant
Struktur KhasAccesoris
spesific in ovum and sperm
SPERM CHEMOATTRACTANTS IN MAMMALIAN SPECIES
CHEMOATTRACTANT ACTIVATED
Progesteron
Human sperm acumulation
Human Follicular fluid
Human Sperm hyperactivation
Atrial Natriuretic Peptide
(ANP)ANP receptor in Human Spermatozoa
Other Hormone
Acetylcholine, adrenaline, calcitonin, -endorphin, oxytocin, and substance P, present in
mouse sperm
Glucagon and vasopressin, accumulation in mouse sperm
Other substances in
follicular fluid
RANTES (Regulated on Activation Normal T Expressed and Secreted Chemokine) (Human
and mouse spermatozoa,
Heparin (human and mouse spermatozoa)
Antithrombin for boar spermatozoa
Hyaluronic acid for human spermatozoa
OdorantOdorant receptor hOR17 on human spermatozoa
Bourgenoal ligand on female genital
SPECIES CHEMOATTRACTANT REFERENCES
Algae
Low-molecular-weight unsaturated pheromones of cyclic or linear structure (for
example 532 Da pentosylated hydroquinone in the case of Chlamydomonas
allensworthii)
(Cosson, 1990; Maier and
Müller, 1986; Starr et al.,
1995)
Amphibians Allurin — a 21 kDa protein (for Xenopus)(Al-Anzi and Chandler,
1998; Olson et al., 2001)
AscidiansSAAF - a sulfated steroid: 3,4,7,26-tetrahydroxycholestane-3,26-disulfate (for Ciona
savignyi and intestinalis)
(Yoshida et al., 1993;
1994; 2002)
CoralsA lipid-like long chain fatty alcohol CH3-(CH2)8-CH=CH-CH=CH-CH2OH (for
Montipora digitata)(Coll and Miller, 1992)
FernsDicarboxylic acids, for example malic acid in its partially ionized form (for
Pteridium aquilinum)(Brokaw, 1958)
MollusksSepSAP -a 6-residue peptide-amide with the sequence PIDPGV-CONH2 (for Sepia
officinalis)(Zatylny et al., 2002)
Sea urchinsResact - a 14-residue peptide with the sequence CVTGAPGCVGGGRL-NH2 (for
Arbacia punctulata)(Ward et al., 1985)
Starfish Startrak -a 13 kDa heat-stable protein (for Pycnopodia helianthoides) (Miller and Vogt, 1996)
SPERM CHEMOATTRACTANTS IN NON-MAMMALIAN SPECIES
a | Non-stimulated
spermatozoa swim either
in almost straight or in
curved lines. In the
presence of a
chemoattractant gradient,
the direction of the
swimming movements
changes abruptly towards
the chemoattractant
source. b | Non-stimulated
spermatozoa swim in
concentric circles that,
when in a chemoattractant
gradient, change into loops
towards the
chemoattractant source.
PENDEKATAN SEL SPERMA KE SEL TELUR
Proses pendekatan Sperma-Sel telur, secara umum(internal/eksternal) dipengaruhi oleh peran aktifspermatozoon dan gerakan khemotaksis. Spermamenjadi lebih aktif ketika masuk ke dalam zonafertilisasi. Kapasitasi sperma ditandai dengandihasilkannya enzim Hyaluronidase pada mamaliadan androgamone pada sea urchin. Secara umumenzim ini disebut dengan enzim Akrosin, karenamuncul setelah proses lepasnya akrosom.
Di dalam air spermatozoon Sea
urchin diaktivasi oleh
gynogamone dari selaput telur.
Spermatozoon dapat menempel
karena reaksi fertilizin dari
selaput telur dengan
antifertilizin dari spermatozoon.
Fertilizin adalah glikoprotein
yang khusus dan spesifik untuk
tiap spesies.
HYALURONIDASEProduksi: akrosom spermatozoa mammal
Fungsi : memisahkan ikatan sel-sel pada corona radiata
sehingga spermatozoon dapat mencapai sel telur
AKROSINProduksi: permukaan bagian dalam membran akrosom.
Fungsi: melisiskan zona pellucida trypsin-like substance
ANDROGAMONEProduksi: Akrosom spermatozoa avertebrata, fish, dan amfibi.
Fungsi: melisiskan selaput gelatin telur & mencairkan korteks
telur
Bruce M. Carlson, in Reference Module in Biomedical Sciences, 2014.
Ketika sperma menuju ovum setelah
ovulasi, sperma dihadapkan pada
corona radiata dan sisa sel cumulus
yang merupakan lapisan terluar dari
oosit.
Corona radiata terdiri dari lapisan
seluler dengan kandungan protein
dan karbohidrat yang tinggi
khususnya asam Hyaluronic.
Hyaluronidase pada kepala sperma
memainkan peranan penting pada
penetrasi pada corona radiata .PE
NE
MP
EL
AN
SP
ER
MA
D
EN
GA
N S
EL
AP
UT
TE
LU
R
Richard E. Jones Kristin H. Lopez, in Human Reproductive Biology (Fourth Edition), 2014
Bindin
1. Sperma diaktifkan pada saluran reproduksi betina.
2. Akrosom pada ujung sperma akan membantu
melewati wilayah corona radiata dan lapisan
cumulus.
3. Pelepasan akrosom membebaskan enzim hidrolitik
agar sperma mampu melewati zona pelucida.
4. Dengan bantuan enzim hidrolitik, enzim mampu
melewati zona pelucida hingga mencapai membran
plasma sel telur dan protein membran plasma sel
sperma berikatan dengan reseptor membran plasma
sel telur.
5. Enzim yang dilepaskan selama proses reaksi
akrosomal dan reaksi kortikal akan mengeraskan
zona pelucida sebagai penghambat terjadinya
polispermia.
MA
SU
KN
YA
SE
L
SP
ER
MA
–S
EL
TE
LU
R
Penghambat Polyspermy
Fast BlockPerubahan potensial
membran sel telur
Depolarisasi membran
Slow BlockEksositosis
granula kortikal pada telur
Membran fertilisasi
POLYSPERMY
AKTIVASI SPERMA-OVUM MENJADI EMBRIO
Pembentukan Embrio
AmfimiksisMelalui
peleburan sperma-ovum
ApomiksisTampa melalui
peleburan sperma-ovum
Parthenogenesis Hewan
Apogamy Tumbuhan
Embrio Adventif Tumbuhan
INISIASI PEMBELAHAN ZIGOT
PARTHENOGENESIS
Parthenogenesis in Komodo Dragons
A baby Komodo dragon hatches
from an unfertilized egg at the
London Zoo.
TERIMA KASIH
QUIZ1. Sebutkan aksesoris sel telur pada mamalia setelah terjadinya
ovulasi!
2. Jelaskan dengan singkat, tahapan proses spermiogenesis!
3. Jelaskan dengan singkat, fungsi sel granulosa dan sel theca pada perkembangan folikel mamalia!
4. Jelaskan bagaimana cara sperma mengenali sel telur agar tidak terjadi perkawinan silang!
5. Jelaskan dengan singkat perbedaan pembelahan holoblastik dengan meroblastik!