精子核的成熟变化

精子核DNA与核蛋白的结合越来越紧,随着精子在附睾中运行和贮存,精子核的巯基逐渐被二硫键所替代,这对精子核结构及基因的稳定起保护作用。

在精子发生过程中,生精细胞核内核蛋白组分发生了明显的变化,由富含赖氨酸的体细胞型组蛋白被睾丸特异性的组蛋白代替,最后被富含精氨酸和胱氨酸的精核蛋白所取代。睾丸精子进入附睾后,其核蛋白的组分一般不再发生变化,但在精子成熟过程中,精子核DNA与精核蛋白的结合越来越紧密,故而表现为精子核DNA细胞化学染色(如Feulgen DNA染色)不断减弱。这并不说明DNA含量发生了改变,而是提示精核蛋白与DNA链中的磷酸基团结构更为紧密。精核蛋白与DNA紧密结合对DNA有保护作用。此外,精子成熟过程中核结构的另一重要变化是精核蛋白的结合巯基量逐渐减少,而二硫键量则不断增加,这是由于精核蛋白分子内和分子间的巯基逐渐被氧化成二硫键,使精核蛋白与DNA结合更为紧密,使精子核更趋浓集和稳定。

未成熟的精子染色质的凝聚程度不及成熟的精子。用DTT(二硫苏糖醇,一种使二硫键降解的二硫键还原剂,可使精子核解凝聚)处理大鼠附睾头、体、尾精子,处理后发现头部精子解凝聚作用最明显,尾部精子最不明显,体部精子介于两者之间。对于附睾头部精子甚至可以不必采用DTT处理,而只要在体外用去污剂或肝素便可使未成熟精子的核内物质膨胀和核解散。

睾丸精子不能结合抗成熟精子非组蛋白的抗体,未成熟精子能结合较多的放线菌素D(该物质能与DNA竞争核蛋白的结合位置)和染色剂,成熟精子的核蛋白较未成熟精子为多,染色质对核酸酶的抵抗力也比未成熟精子大,在用子宫液孵育时对其抵抗力也较高。

衡量精子核的凝聚程度可反映精子在附睾中的成熟程度,对此可以用精子的吖啶橙染色,用流式细胞仪进行检测分析。许多研究已经表明,精子核染色质的凝聚程度与精子的受精能力(受精率)有一定关系。

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