Einführung in die Bildung und Entwicklung der Vorkerne
Nachdem das Spermatozoon die Oozyte imprägniert hat, also den väterlichen Anteil des Erbguts überbracht hat, geht es innerhalb der Oozyte nun darum, sowohl die väterliche wie auch die mütterliche Erbinformation in eine Form zu bringen, die es erlaubt, dass beide in geeigneter Weise zusammengeführt werden können. Die jeweilige dekondensierte DNS wird in sich allmählich ausbildenden väterlichen und mütterlichen Vorkernen eingeschlossen. In diesen Vorkernen findet während einer Synthesephase die Verdoppelung der DNS statt.
Nach der fast einen Tag dauernden Synthesephase, kondensiert die DNS zu Chromosomen. Diese ordnen sich unverzüglich in die Teilungspindel der Zygote ein, damit sich diese zum Zweizell-Stadium teilen kann.
Im folgenden werden die obgenannten Vorgänge im Detail erläutert.
Bildung des väterlichen Vorkerns
Mit dem Kopf des Spermatozoons ist ein extrem dicht gepackter, halber Chromosomensatz (1n1C) ins Zytoplasma der Oozyte gelangt. Diese speziell kondensierte DNS muss in einem ersten Schritt entpackt, d.h. dekondensiert werden. Die Protamine, um die der DNS-Strang gewickelt ist, werden aus- und abgebaut. Unter Zuhilfenahme von Enzymen und Molekülen aus dem Zytoplasma der Eizelle, baut sich allmählich der väterliche Vorkern auf. Das bedeutet die sich dekondensierende DNS wird von einer Kernmembran umschlossen. Die Bildung eines (Vor)kerns ist für die nachfolgend stattfindende Synthesephase, in der die DNS verdoppelt wird, notwendig.
- Vorkern väterlicherseits
- Vorkern mütterlicherseits
- Zentrosom vom Spermatozoon eingebracht
- 4
- Ansammlung der Polkörper
Schematische Darstellung vier Stunden nach Imprägnation. Um beide Vorkerne herum bildet sich eine Kernmembran. (In den Vorkernen selber kommt es an den dekondensierten Chromosomen zu einer Verdoppelung der DNS.)
Abb. 45Momentaufnahme etwa vier Stunden nach Imprägnation der Eizelle. Die Ausbildung der Vorkerne ist gerade ansatzweise erkennbar.
Der mütterliche Vorkern ist den Polkörpern am nächsten. Der väterliche bildet sich in der Nähe der Spermien Eintrittsstelle aus, die sich fast immer mit einem gewissen Abstand zu den Polkörpern befindet.
© Dr. A. Senn, CHUV CEMCAV Lausanne
Bildung des mütterlichen Vorkerns
Zur gleichen Zeit wie sich der väterliche Vorkern ausbildet, entsteht auch der mütterliche Vorkern.
Das Eindringen des Spermatozoons in die sekundäre Oozyte hat in dieser die Wiederaufnahme und Beendigung der zweiten Reifeteilung bewirkt. Nach dem Entstehen des 2. Polkörpers werden die in der Oozyte verbliebenen mütterlichen Chromosomen von einer Kernmembran umschlossen und dekondensiert. Für die anschliessend einsetzende Synthesephase, in der die DNS verdoppelt wird, müssen die Chromosomen dekondensiert sein.
Synthesephase der DNS in den Vorkernen
Vor jeder bevorstehenden Zellteilung muss die DNS verdoppelt werden, damit sie auf die entstehenden Tochterzellen verteilt werden kann. Bei der imprägnierten Oozyte geschieht dies für jeden Chromosomensatz - den vom Vater und den von der Mutter - jeweils in einem separaten Vorkern. Die Zeit für die Verdoppelung der DNS beträgt etwa 12-18h. Während dieser Zeitspanne kommt es ebenfalls zu einer räumlichen Annäherung der beiden Vorkerne.
Aus den in der Oozyte nach der zweiten Reifeteilung verbliebenen 1n, 1C werden im mütterlichen Vorkern 1n, 2C gemacht.