Nama : Wiwin Tialfi
Nim : 34 2013 130
Semester/ kelas : 5D
Mata Kuliah : Perkembangan Hewan Dosen Pengasuh : Dra.Hj. Aseptianova, M.Pd
Judul : FERTILISASI Tujuan :
1. Siswa dapat menjelaskan pengertian fertilisasi
2. Siswa dapat menjelaskan mekanisme fertilisasi sea urchin
3. Siswa dapat mendeskripsikan proses reaksi akrosom pada mamalia 4. Siswa dapat menjelaskan proses fertilisasi pada manusia
5. Siswa dapat menjelaskan konsep fertilisasi pada hamster
Fertilisasi adalah serangkaian peristiwa perkembagan yang kompleks dalam gonad kedua induk menghasilkan sperma dan sel-sel telur (gamet), tipe sel yang sangat terspesialisasi yang menyatu selama fertilisasi. Fungsi utama fertilisasi adalah mengombinasikan perangkat-perangkat haploid kromosom dari dua individu menjadi satu sel diploid tunggal, zigot. Proses ini dibagi dalam empat aktivitas, yaitu:
1. Pengenalan dan kontak antara sperma dan ovum 2. Pengaturan inti sperma masuk kedalam ovum 3. Peleburan bahan genetik sperma dan ovum
4. Aktivitas metabolik zigot untuk memulai perkembangan Fertilisasi ekterna
Hewan fertilisasi eksterna, antara ovum dan sperma terdapat suatu daya tarik spesies yang bersifat kemotaksis. Biasanya telur mengeluarkan suatu senyawa polipeptida yang spesies spesifik terdapat pada selaput lendir telur.
Daya tarik spesies spesifik yang lain adalah reaksi akrosoma, yaitu aktivitas sperma oleh selaput lendir telur. Reaski akrosoma terdiri dari dua tahap; gelembung akrosoma pecah dan pembentukan prosesus akrosoma.
Gambar 3.2 Reaksi akrosoma saat sperma kontak dengan ovum sea urchin
Saat sperma kontak keselaput lendir ovum, terjadilah pelepasan enzim-enzim dari vesikular yang sudah pecah (1), dilanjutkan dengan polimerisasi aktin membentuk prosesus akrosoma yang menembus keselaput lendir (2), protein bindin dilepaskan dari vesikua akrosoma (titik hitam) yang menempel dipermukaan prosesus akrosoma, yang berperan untuk mengikat sperma kelapisan vitelin dan mencerna lapisan tersebut (3), saat berkas membran vesikula akrosoma (yang menjadi membran ujung prosesus akrosoma) kontak dengan membran plasma ovum (4), filamen-filamen aktin depolimerisasi dan inti sperma masuk kedalam sitoplasma ovum.
Gambar 3.3 Fotomikrograf scanning electron yang menunjukan sperma-sperma sea urchin berikatan ke permukaan lapisan vitelin satu ovum
bersifat spesies spesifik. Protein akromosa yang berperan dalam pengenalan ini disebut bidin yang khusus terdapat pada permukaan prosesus akrosoma.
Gambar 3.4 model inter-relasi dalam proses fertilisasi sea urchin
Fertilisasi interna
Mamalia mengalami fertilisai interna, ovum (sel telur) bertemu dengan sperma didalam saluran genital betina. Sperma mamalia yang baru diejakulasi belum mampu melakukan reaksi akrosoma, tanpa berada didalam saluran genital betina selama beberapa saat. Periode ini disebut kapasitas atau waktu yang diperlukan berbeda antara spesies. Selama periode ini terjadi perubahan selaput yang membungkus kepala sperma. Fungsi perubahan ini sehubungan dengan protein khusus yang terdapat dipermukaan zona pelusida, supaya sperma dapat diikat yang selanjutnya terjadi reaksi akrosoma. Ada beberapa jenis enzim akromosa yang berfungsi menembus lapisan ovum mamalia yaitu hyaluronidase untuk menembus kumulus ooforus , corona penetrating enzim untuk menembus korona radiata, acrosin untuk menembus zona pelusida.
Gambar 3.5 Diagram fertilisasi sea urchin arbacia
Sperma utuh masuk kesitoplasma telur (1), nukleus dan sentriol pisah dari mitokondria dan flagel (2), setelah pronukleus sperma berputar 180 derajat sehingga sentriol menghadap ke pronukleus telur (3), terjadilah fusi nukleus yang merupakan puncak proses fertilisasi dan terbentuklah zigot (4), mitokondria dan flagel dihancurkan (berdegenerasi)dan sentriol sperma membelah untuk menjadi kutub bagi proses pembelahan pertaman (5).
Gambar 3.6 Ilustrasi gerakan saluran telur (tuba uterine) saat ovulais
uterus pada tahap blastula, embrio mulai berada didalam rongga uterus, tetapi masih melayang belum terjadi implantasi.
Gambar 3.7 Ringkasan diagram saat ovulasi, fertilisasi, perkembangan awal embrio di dalam oviduk, dan saat masuk kedalam rongga uterus (orrgan genital dan blastula digambarkan dalam sayatan frontal)
Empat tahap secara diagramatis reaksi akrosoma dan penetrasi sperma kedalam sitoplasma oosit II .
1. Kapasitas merupakan periode untuk mengkondisikan kemampuan gerak sperma yang terjadi dalam saluran genital perempuan , saat ini selaput glikoprotein dilepaskan.
2. Sperma mengalami reaksi akrosoma, membran akrosoma bocor dan enzim-enzimnya dilepaskan.
3. Enzim yang dilepaskan digunakan untuk menembus korona radiata, zona pelusida, dan membran oosit II.
Gambar 3.8 Diagram yang menunjukkan reaksi akrosoma dan saat sperma menembus oosit II
Proses yang terjadi didalam oosit II manusia.
A. Oosit II tahap metafase dikerumuni oleh banyak sperma, tetapi hanya satu yang berhasil masuk.
B. Satu sperma berhasil masuk kedalam sitoplasma oosit II, flagel sperma dilisis, korona radiata sudah berdegenerasi , dan meiosis II sudah diselesaikan maka terbentuk ovum yang matang (pronukleus betina). C. Inti pserma membesar karena menyerap cairan sitoplasma ovum
(pronukleus jantan) . kromosom kedua pronukleus tersebut semakin menebal.
D. Fusi pronukleus jantan dan pronukleus betina dimulai, kedua selaput pronukleus mulai berfusi dan kromosom bersatu.
Gambar 3.10 Diagramatis yang menjelaskan tahapan sperma mendekati oosit II sampai sperma berhasil masuk kedalam sitoplasma oosit II mamalia
Tahapan peristiwa yang terjadi sewaktu sperma mendekati oosit II mamalia sampai sperma berhasil memasuki oosit II.
A. Setelah berhasil menembus zona pelusida, sperma berada dalam ruang perivitelin (terletak antara zona pelusida dan membran oosit II).
B. Menstimulasi pelepasan cortical granule
C. Akibat fusi membran terbentuk kerucut fertilisasi sehingga kepala sperma masuk kedalam sitoplasma oosit II, sementara itu cortical granule melisis /mencernakan inner acrosomal membrane yang masih menyelubungi ujung anterior kepala sperma.
Gambar 3.11 Diagram fertilisasi pada hamster
Tahapan proses fertilisasi pada hamster 1. Kepala sperma melekat pada zona pelusida.
2. Kepala sperma menembus zona pelusida dan berada didalam rongga perivitelin.
3. Kepala sperma mulai melekat pada membran oosit II.
4. Kepala sperma melekat dengan kuat pada posisi paralel terhadap membran oosit Iidan ekor sperma melakukan gerakan melambai.
5. Akibat kedua hal tersebut oosit II mengalami rotasi. 6. Sperma utuh berada didalam rongga perivitelin.
7. Membran sperma dan membran oosit II berfusi dan kepala sperma mulai masuk kedalam sitoplasma oosit II.
8. Sperma memasuki sitoplasma oosit II, sementara oosit II melanjutkan proses meiosis II.
10. Kromosom didalam kedua pronukleus bertambah tebal dan kandungan nukleoplasma bertambah; serta keduanya berada dibagian tengah sitoplasma ovum bersiap untuk melakukan fusi.
11. Fusi pronukleus jantan dan betina terjadi, sehingga terbentuk zigot; inilah puncak fertilisasi.
12. Selanjutnya zigot mengalami perkembangan, tahap pembelahan yang pertama dihasilkan embrio tahap sel.
Pada fertilisasi satu inti sperma haploid berfusi dengan satu inti ovum haploid, supaya jumlah kromosom diploid dapat dicapai kembali oleh calon individu baru. Ada berbagai cara untuk mengwujudkan monospermi, atau pencegahan polispermi.
1. Pencegahan cepat
