A singamia ou fertilização é chamada de fusão de dois gametas haplóides , um masculino (espermatozoide) e outro feminino (óvulo ou óvulo), que ocorre na reprodução sexuada e que marca o início do desenvolvimento de um novo indivíduo. O termo fertilização também é freqüentemente usado como sinônimo.

A singamia pode ocorrer de forma muito diferente de uma espécie para outra, mas sempre se caracteriza pelo reconhecimento entre os gametas, a interação entre eles para fundir seu material genético e a formação do zigoto diplóide que dará origem ao embrião .

Ciclo de vida humana

A formação dos gametas ocorre por meiose , um tipo de divisão celular que produz uma segregação aleatória dos genes de cada um dos pais, resultando em cada gameta único em termos de seu genoma. Ao se juntar a esses gametas, o zigoto resultante será igualmente único, aumentando muito a variabilidade genética em relação à reprodução assexuada .

Em humanos, por exemplo, cada indivíduo possui 23 pares de cromossomos , 22 sem contar o cromossomo sexual, então 17,6 × 10 12 zigotos diferentes podem ser formados sem levar em consideração o possível cruzamento cromossômico . Se o cruzamento cromossômico for levado em consideração, os diferentes zigotos possíveis aumentam até 309 × 10 24 .

Tipos de singamia

A singamia pode ser classificada de acordo com vários critérios, sendo os três mais usados a semelhança morfológica entre os gametas participantes, os pais envolvidos e o ambiente em que ocorre a fertilização.

Dependendo da morfologia dos gametas, a singamia pode ser:

  • Isogamia : os dois gametas são estrutural e morfologicamente iguais. Não é um tipo de singamia muito comum, só ocorre em alguns protozoários.
  • Anisogamia ou heterogamia : cada um dos dois gametas que participam da fecundação é diferente, um masculino e outro feminino, tanto em estrutura quanto em tamanho e morfologia. É o tipo mais comum de singamia.
  • Oogamia : os gametas masculinos e femininos são muito diferentes, sendo geralmente os masculinos pequenos e móveis e os femininos grandes e imóveis. Além disso, o gameta feminino fornece os nutrientes e as reservas necessárias para a formação do zigoto.
  • Hologamia : quando dois organismos atuam como gametas ao mesmo tempo. Por exemplo, algumas leveduras.

De acordo com os pais participantes:

  • Alogamia ou fertilização cruzada : cada gameta vem de indivíduos diferentes.
  • Autogamia ou autofecundação : os dois gametas vêm do mesmo indivíduo. Por exemplo, em flores hermafroditas de angiospermas; Pode acontecer, como no caso das flores hermafroditas, que tanto a autogamia quanto a alogamia ocorram ao mesmo tempo, ou seja, que um indivíduo tenha flores fertilizadas com pólen da mesma planta e flores fertilizadas com pólen de outras plantas da mesma espécie. .

De acordo com o ambiente em que ocorre:

  • Externo : fertilização ou singamia externa é característica em animais e organismos aquáticos. Pode ser de dois tipos, com liberação de espermatozoides e óvulos livres no meio aquático, ou com óvulos que permanecem presos ao exterior da fêmea.
  • Interno : na singamia interna, a fertilização ocorre dentro do corpo da mulher. Os espermatozoides que participam desse tipo de singamia, conhecido como intrasperma, são introduzidos no corpo da mulher por meio dos órgãos copulatórios do homem. Pode dar fertilização interna, mas desenvolvimento embrionário externo; Por exemplo, em muitos ovíparos, a fertilização ocorre dentro da fêmea, que mais tarde deposita o óvulo fertilizado no ambiente externo.

Singamia em mamíferos e espécies humanas

A fertilização em todos os mamíferos, incluindo a espécie humana, é uma singamia interna que ocorre após a cópula . Por meio da cópula, o macho introduz um grande número de espermatozoides móveis na vagina e eles se movem para dentro para encontrar os óvulos.

A fertilização em si inclui uma fase de reconhecimento e interação entre espermatozoides e óvulos . Ambos os gametas devem se reconhecer como pertencentes à mesma espécie e interagir entre si para se fundir de forma que um único espermatozoide fertilize o mesmo óvulo. O processo pode ser resumido nestas etapas:

  1. Atração : é produzida por diversos mecanismos de quimiotaxia, reotaxia e termotaxia . Os espermatozoides se movem em resposta a fatores como gradientes de temperatura entre o oviduto e a porção ampular do tubo uterino (~ 2 ° C) e gradientes de concentração de progesterona e outras substâncias quimiotáticas, como N-formilmetionil-leucil-fenilalanina (fMLF).
  2. Adesão : o espermatozóide se liga ao óvulo por meio da zona pelúcida , uma camada de proteína que envolve o óvulo. As proteínas da zona pelúcida estão envolvidas no reconhecimento e na adesão, que atuam como receptores para os espermatozoides e ativam a reação acrossômica; Em camundongos, foram observadas interações entre glicoproteínas da zona pelúcida, como ZP3, e proteínas da membrana espermática, como galactosiltranferase-1 (GalT-1) e SED1.
  3. Reação acrossômica : a interação entre as proteínas da membrana do esperma e as proteínas da zona pelúcida ativam as proteínas G da membrana do esperma que abrem os canais de cálcio e causam exocitose do acrossoma do esperma, uma vesícula com várias enzimas que quebram as proteínas do esperma. Zona pelúcida e permitem que os espermatozoides para passe por ele até que entre em contato com a membrana citoplasmática do óvulo. A acromose contém principalmente hialuronidase, β-N-acetilglucosaminidase e outras proteases.
  4. Fusão das membranas citoplasmáticas : a reação acrossômica também expõe outras proteínas da membrana do esperma que permitem a união de sua membrana à membrana do óvulo. Nessa interação, entre outras moléculas possíveis, estão envolvidos os receptores do óvulo do tipo CD9. Assim que começa a fusão de ambas as membranas, o óvulo libera grânulos que contêm enzimas que impedem a união de outros espermatozoides.

Diagrama de reação do acrossomo

Após a fecundação, que culmina na fusão das membranas citoplasmáticas dos dois gametas, inicia -se a fase de ativação do óvulo e a fusão dos núcleos haplóides de cada gameta para formar o núcleo diplóide do zigoto. Uma vez formado, o zigoto entra na mitose para formar a mórula e iniciar o desenvolvimento embrionário.