Najważniejszej pracy nad wbudowywaniem aminokwasów do białek zapłodnionych i nie zapłodnionych jaj jeżowców dokonał H u 11 i n (1953). Stwierdził on, że znakowana glicyna lub alanina były silniej wbudowywane do nierozpuszczalnych niż do rozpuszczalnych białek zapłodnionych jaj. H u 11 i n wnioskował stąd, że wkrótce po zapłodnieniu zachodzi ?odbudowa lub rozmnożenie drobnych ziarnistości cytoplazmatycznych, zawierających RNA”. Chociaż ten wniosek Hultina (1953) jest prawdopodobnie słuszny, należy zrobić następujące zastrzeżenie: wbudowywanie aminokwasów podczas wczesnego bruzdkowania zachodzi (jak to zobaczymy później) głównie w jądrze jaj płazów, a nie w mikrosomach. Wobec małych rozmiarów jąder jaj jeżowców możliwe jest, że mogą one zanieczyszczać w znacznym stopniu frakcję drobnych ziarnistości cytoplazmatycznych badaną przez Hultina (1953). Dalsze badania, zwłaszcza dokonywane metodą autoradiograficzną, powinny wyjaśnić ten punkt. Na razie możemy nadal twierdzić, że wyniki Hultina (1953) pozostają w zgodzie z ogólnym poglądem, według którego zapłodnienie prowadzi między innymi do przebudowy białek jaja. W ... czytaj dalej

Podstawową publikacją w tej dziedzinie pozostaje nadal praca Orstróma (1941), który wykrył przejściową produkcję amoniaku po zapłodnieniu jaj jeżowców. Ten amoniak pochodzi według Orstróma (1941) z dezaminacji puryn aminowych w czasie, gdy pozostają one jeszcze złączone z RNA. Zarówno zapłodnione, jak i nie zapłodnione jaja mają zdolność rozkładu glutaminy na kwas glutaminowy i amoniak. Natomiast odwrotna reakcja syntezy glutaminy jest możliwa tylko w jajach zapłodnionych. Na koniec Orstróm (1941) stwierdził, że jaja jeżowców zawierają wiele wolnych aminokwasów, zwłaszcza glicyny, która, być może, odgrywa rolę w utrzymaniu stałego wewnętrznego pH jaj. W ciągu pierwszych 10 minut po zapłodnieniu zawartość wolnych aminokwasów wzrasta, a Orstróm (1941) wnioskuje stąd, że wejście plemnika wywołuje w jaju przejściową proteolizę, po której następuje resynteza białek. Wiele wyników pracy Orstróma (1941) zostało potwierdzonych przez późniejszych badaczy. Na przykład H u 11 i n (1950) obserwował maksymalną szybkość pobierania amoniaku w czasie formowania się błony zapłodnienia, a Pasąuineili (1954) stwierdził, że ... czytaj dalej

Od czasu pionierskiej pracy Orstroma i Lindberga (1940) jest niewątpliwe, że podczas pierwszych 10 minut po zapłodnieniu następuje niezwykle silne zużytkowanie glikogenu. Po tym początkowym okresie, w następnych kilku godzinach szybkość glikogenolizy jest zasadniczo taka sama w jajach zapłodnionych i nie zapłodnionych. Wiele dyskutowano na temat drogi metabolicznego rozpadu glikogenu w jajach jeżowców. Podczas gdy Lindberg i Ernster (1948) podkreślali znaczenie bezpośredniego utlenienia glukozo-6-fosforanu do 6-fosfoglukonianu, Cle land (1950, w jajach ostryg) oraz Cle land i Rotschild (1952, w jajach jeżowców) uzyskali dowody obecności klasycznego systemu glikolitycznego i cyklu kwasów trójkarboksylowych. Obydwa systemy prawdopodobnie współistnieją w jajach jeżowców jak i w większości komórek, ale nie wiadomo, który z nich odgrywa większą rolę. Po dokładnym omówieniu tego problemu Rothschild (1956) dochodzi do wniosku, że ?brak odpowiedzi na to pytanie oznacza, jak zwykle, konieczność przeprowadzenia dalszych eksperymentów”. Specjalnie interesujące byłyby prawdopodobnie doświadczenia nad użytkowaniem i utlenianiem glukozy ... czytaj dalej

Nadal nie można wytłumaczyć definitywnie, dlaczego zużycie tlenu tak nagle wzrasta po zapłodnieniu jaj jeżowców. Dla autora dwa wyjaśnienia przedstawiają się atrakcyjnie. Pierwsze z nich zostało zaproponowane przed prawie 30 laty przez Runnstróma (1930), według którego oksydaza cytochromowa nie ma bezpośredniego kontaktu z innymi członami łańcucha oddechowego w nie zapłodnionych jajach. Wyjaśnienie to jest bardziej prawdopodobne teraz, gdy wiemy, że pewne człony łańcucha oddechowego (w szczególności oksydaza cytochromowa) są związane z mitochondriami, podczas gdy inne nie. Widzieliśmy już, że struktura cytoplazmatyczna podlega po zapłodnieniu widocznym zmianom i można sobie łatwo wyobrazić, że zmiany te mogą prowadzić do lepszego kontaktu między mitochondriami i substratami lub nośnikami wodoru. Według drugiego wyjaśnienia nie zapłodnione jajo miałoby zawierać jakiś inhibitor utleniania komórkowego. Produkcja lub przechowywanie w komórce takiego inhibitora wyjaśniałyby łatwo, dlaczego Lindahl iHolter (1941) oraz Borei (1948, 1949) stwierdzili progresywne hamowanie oddychania podczas starzenia się nie zapłodnionych jaj. Wiemy, ... czytaj dalej

a) Produkcja energii Efekty zapłodnienia na zużycie tlenu przez jaja są bardzo różne. Whitaker (1933) pierwszy wykazał, że zapłodnienie może albo zwiększyć intensywność oddychania (co było znane dla jaj jeżowców od czasu pionierskiej pracy Warburga, 1908), albo obniżyć ją (Cumungia, Chaetopterus), bądź też wreszcie nie zmieniać jej wcale (np. Sabellaria). W jajach żaby nie ma znaczniejszej różnicy w zużyciu tlenu jaj zapłodnionych (Br ach et, 1934); z drugiej strony, zapłodnienie znacznie zwiększa oddychanie jaj żachw (T yleri Humason, 1937; Min g ant i, 1957). Znaczenie tych, tak różnych rezultatów zostało wyjaśnione przez W h itakera (1933). Jeżeli intensywność zużycia tlenu wyrazimy stosunkiem do tej samej objętości jaja, jest ona prawie identyczna dla zapłodnionych jaj różnych morskich bezkręgowców. Przeciwnie, intensywność oddychania jaj nie zapłodnionych jest bardzo różna. Nieuniknionym wnioskiem jest stwierdzenie, że zapłodnienie wywiera na intensywność oddychania jaj wpływ raczej r eg u 1 u j ą c y (niekoniecznie stymulujący). Anormalne jest tylko oddychanie jaja nie zapłodnionego; jajo to należałoby uważać ... czytaj dalej

W ostatnich latach wiele pracowano nad biologiczną rolą i chemicznym składem substancji wytwarzanych przez plemniki i jaja wielu gatunków. Ponieważ przedmiot ten został ostatnio obszernie omówiony przez Rothschilda (1956), C. B. Met za (1957) oraz Runnstroma i in. (1959), podamy tu tylko krótkie streszczenie zasadniczych faktów, a) Fertilizyna Zagadnienie zostało otwarte wraz ze znanym odkryciem fertilizyny przez F. R. Lillie’go wr. 1912, gdy stwierdził, że ?woda jajowa” (?egg water”) aglutynuje plemniki. L i 11 i e wkrótce zdał sobie sprawę, że ta aglutynacja należy do specyficznych reakcji typu antygen-przeciwciało i że fertilizyna reaguje z antyfertilizyną obecną w głów kach plemników. Lillie (1914) i Tyler (1940) wykazali później, że jaja również zawierają antyfertilizynę. Fertilizyna jest identyczna z osłonką galaretowatą, a wiąc jest mukopolisacharydem o wysokiej zawartości siarki. Wywiera ona liczne ważne efekty na plemniki: indukuje reakcję akrosomową, aktywuje i przedłuża ruchliwość plemników i powoduje aglutynację ich główek. W przeciwieństwie do wcześniejszych poglądów przyjmuje się teraz, że ... czytaj dalej

Zmiany fizyczne zachodzące podczas reakcji korowych dają się wykryć jedynie za pomocą metod mogących uchwycić bardzo krótkotrwałe procesy. Na przykład Runnstrom i in. (1944) oraz Matchison i Swann (1952) zdołali stwierdzić zmiany dwójłomności w korze i błonie zapłodnienia. Według Matchisona i Swanna (1955) przy zapłodnieniu kora staje się nagle i przejściowo bardziej sztywna, co stwierdzili za pomocą specjalnie do tych pomiarów zbudowanego przyrządu, tzw. ?elastimetru komórkowego”. Autorzy ci sądzą, w przeciwieństwie do poglądów często wypowiadanych przez Heilbrunna (1915, 1953), że jony wapnia biorą tylko niewielki udział w usztywnianiu kory zapłodnionego jaja. Inną zmianą, występującą bardzo szybko po zapłodnieniu, jest zmiana potencjału błony. Zgodnie z nowymi pomiarami Tyler a i in. (1956) oraz Hiramoto (1959), między zewnętrzną i wewnętrzną powierzchnią błony istnieje różnica potencjałów 30-60 mV, przy czym strona wewnętrzna ma potencjał ujemny. Różnica potencjałów spada momentalnie po inseminacji o ok. 10 mV, a po 10-20 sekundach powraca do wartości początkowej. Również po zapłodnieniu jaj ryb ... czytaj dalej

a) Reakcja akrosomowa Zjawisko to, opisane dokładnie po raz pierwszy przez J. Dana w r. 1952, było tematem wspomnianych już artykułów przeglądowych Dana (1956) oraz A. i L. Colwinów (1957). J. Dan (1952) stwierdził, że plemniki różnych morskich bezkręgowców, między innymi jeżowców, ulegają daleko idącym przemianom, gdy są pobudzone przez zetknięcie z nie zapłodnionymi jajami lub z wodą morską, w której jaja takie były przez pewien czas trzymane (egg w a t e r). Zmiany te, składające się na tzw. reakcję akrosomową, nie są jednak swoiste, lecz mogą również być wywołane przez traktowanie alkaliczną wodą morską lub też przez proste zetknięcie z powierzchnią ciał stałych. Reakcja akrosomowa polega zasadniczo na rozerwaniu błony akrosomalnej i na występującym bezpośrednio po tym wysunięciu cienkiej nici, tzw. nici akrosomowej . Długość tej nici może się wahać od Inu jeżowca (Dan, 1952; Afzelius i Murray, 1957) do 25u rozgwiazdy (D a n, 1954), a dochodzi do ponad 55 ix w przypadku Thyone (Colwin i Colwin, 1956). Występowanie reakcji akrosomowej potwierdzono u wielu gatunków mięczaków i szkarłupni (patrz artykuł przeglądowy ... czytaj dalej

Ostatnie lata przyniosły ponowne zainteresowanie się wielu problemami dotyczącymi zapłodnienia. Jest ono spowodowane w znacznej mierze przez doskonalsze obserwacje i lepsze zrozumienie wczesnych faz zapłodnienia (reakcja akrosomowa, zmiany powierzchniowe w jaju) oraz intensywne badania nad istotą i mechanizmem działania g a m o- n ó w, tj. substancji wytwarzanych przez gamety i wydzielanych do otaczającego środowiska. Temu dość znacznemu postępowi nie towarzyszyły równie poważne osiągnięcia na polu embriologii chemicznej, konkretnie mówiąc, w dziedzinie zapłodnienia. Wielka to szkoda, gdyż zapłodnienie jest oczywiście czymś o wiele ważniejszym niż powierzchniowe reakcje między dwiema gametami. Zapoczątkowuje ono rozwój embrionalny, choć to samo może zrobić eksperymentalna partenogeneza. Jednakże haploidy partenogenetyczne rzadko kiedy są zdolne do życia. Jednym z głównych rezultatów zapłodnienia jest więc odtworzenie diploidalności, która ma daleko idące konsekwencje: rekombinacja genetyczna, dziedziczenie cech ojcowskich, determinacja płci są momentami podstawowymi dla dalszego życia zapłodnionego jaja. Zachodzą one w chwili ... czytaj dalej

Metabolizm spermy ssaków został dokładnie zbadany przez T. Manna (artykuły z lat 1954 i 1957). W tym przypadku należy podkreślić znaczenie metabolizmu cukrowcowego, a zwłaszcza fruktozy, obecnej w nasieniu. Użytkowanie fruktozy, będącej oczywiście substratem egzogennym, jest procesem beztlenowym i dlatego plemniki ssaków mogą zachować swą ruchliwość przez długi czas w warunkach anaerobiozv. Innym ważnym składnikiem plazmy nasienia jest w spermie barana sorbitol, który może przejść we fruktozę i vice versa, zgodnie z podaną poniżej odwracalną reakcją, katalizowaną przez dehydrogenazę sorbitolu obecną w plemnikach. Zupełnie odmienną sytuację znaleźli w plemnikach jeżowców Rothschild i Cleland (1952), którzy wykazali, w przeciwieństwie do dawnych poglądów, że energia niezbędna dla ruchów nia pochodzi z rozkładu wewnątrzkomórkowych cukrowców, ale z rozkładu fosfolipidów. Fosfolipidy te, już wspomnieliśmy, zlokalizowane są we wstawce plemnika, a więc w bezpośrednim sąsiedztwie mitochond- riów, które zawierają niezbędny mechanizm oddechowy  . Wobec powyższych obserwacji można by oczekiwać wysokiej zawartości ATP w ... czytaj dalej