Fertilization

Bahasan yang akan saya paparkan di sini memang tidak termasuk dalam bidang biologi molekuler. Akan tetapi, ini adalah pengetahuan dasar yang harus kita ketahui apabila kita akan mengklon manusia misalnya. Karena dengan mengetahui proses fertilisasi, kita akan dapat memperkirakan bagian mana atau pada tahap apa kita dapat melakukan klon.

Fertilisasi adalah proses fusi atau peleburan spermatozoa dan ovum.

Sekedar informasi sebelum saya menjelaskan lebih lanjut adalah :

• Sperma manusia yang dikeluarkan saat ejakulasi sekitar 120 – 140 juta/ml.

• Pada manusia, ovum yang siap dimasuki spermatozoa pada saat pembelahan kromosom di dalam ovum mengalami metafase (pada meiosis I). Sebelum metafase sperma masih belum bisa masuk. Dan pada saat metafase, sperma baru bisa menempel pada ovum, kemudian spermatozoa memberi rangsangan pada ovum agar dapat masuk ke dalam ovum dan menyempurnakan prosesnya menjadi anafase, telofase, yang nantinya sperma akan bertemu dengan inti ovum.

• Fertilisasi hingga dapat menjadi suatu embrio harus dilakukan oleh satu sperma. Lebih dari satu sperma tidak dapat membuahi satu ovum. Apabila hal itu terjadi embrio tidak akan terbentuk dan mengalami degradasi. Mengapa hal itu terjadi? Kita akan mengetahuinya nanti.

Tahapan-tahapan yang terjadi pada fertilisasi adalah sebagai berikut :

Kapasitasi Spermatozoa dan Pematangan Spermatozoa
Kapasitasi Spermatozoa merupakan tahapan awal sebelum fertilisasi. Sperma yang dikeluarkan dalam tubuh (fresh ejaculate) belum dapat dikatakan fertil atau dapat membuahi ovum apabila belum terjadi proses kapasitasi. Proses ini ditandai pula dengan adanya perubahan protein pada seminal plasma, reorganisasi lipid dan protein membran plasma, Influx Ca, AMP meningkat, dan pH intrasel menurun.

Perlekatan spermatozoa dengan Zona Pelucida
Zona pelucida merupakan zona terluar dalam ovum. Syarat agar sperma dapat menempel pada zona pelucida adalah jumlah kromosom harus sama, baik sperma maupun ovum, karena hal ini menunjukkan salah satu ciri apabila keduanya adalah individu yang sejenis. Perlekatan sperma dan ovum dipengaruhi adanya reseptor pada sperma yaitu berupa protein. Sementara itu suatu glikoprotein pada zona pelucida berfungsi seperti reseptor sperma yaitu menstimulasi fusi membran plasma dengan membran akrosom (kepala anterior sperma) luar. Sehingga terjadi interaksi antara reseptor dan ligand. Hal ini terjadi pada spesies yang spesifik.

Reaksi Akrosom
Reaksi tersebut terjadi sebelum sperma masuk ke dalam ovum. Reaksi akrosom terjadi pada pangkal akrosom, karena pada lisosom anterior kepala sperma terdapat enzim digesti yang berfungsi penetrasi zona pelucida. Mekanismenya adalah reseptor pada sperma akan membuat lisosom dan inti keluar sehingga akan merusak zona pelucida. Reaksi tersebut menjadikan akrosom sperma hilang sehingga fusi sperma dan zona pelucida sukses.

Penetrasi Zona Pelucida
Setelah reaksi akrosom, proses selanjutnya adalah penetrasi zona pelucida yaitu proses dimana sperma menembus zona pelucida. Hal ini ditandai dengan adanya jembatan dan membentuk protein actin, kemudian inti sperma dapat masuk. Hal yang mempengaruhi keberhasilan proses ini adalah kekuatan ekor sperma (motilitas), dan kombinasi enzim akrosomal.

Bertemunya Sperma dan Oosit
Apabila sperma telah berhasil menembus zona pelucida, sperma akan menenempel pada membran oosit. Penempelan ini terjadi pada bagian posterior (post-acrosomal) di kepala sperma yang mnegandung actin. Molekul sperma yang berperan dalam proses tersebut adalah berupa glikoprotein, yang terdiri dari protein fertelin. Protein tersebut berfungsi untuk mengikat membran plasma oosit (membran fitelin), sehingga akan menginduksi terjadinya fusi.

Aktivasi Ovum Sebelum Sperma Bertemu Oosit
Ovum pada kondisi metafase sebelum bertemu dengan sperma harus diaktifkan terlebih dahulu. Faktor yang berpengaruh karena adanya aktivasi ovum adalah konsentrasi Ca, kelengkapan meiosis II, dan Cortical Reaction, yaitu reaksi yang terjadi pada ovum, eksosotosis, dan granula pendek setelah fusi antara sperma dan oosit.

Reaksi Zona untuk Menghadapi Sperma yang Masuk Setelah Penetrasi
Reaksi ini dikatalisis oleh protease yaitu mengubah struktur zona pelucida supaya dapat memblok sperma. Protein protease akan membuat zona pelucida mengeras dan menghambat sperma lain yang masuk zona pelucida. Melalui proses inilah ovum menyeleksi sperma dan hanya satu sperma yang masuk dalam ovum. Sehingga apabila sudah ada satu sperma yang masuk, dengan sendirinya ovum akan memblok sperma lain yang ingin masuk dalam ovum. Akan tetapi apabila ovum tidak dapat memblok sperma lain yang masuk, maka sperma yang masuk akan lebih dari satu. Hal ini menyebabkan rusaknya reseptor sperma dan kondisinya menjadi toxic sehingga akan terjadi gagal embrio. Keadaan seperti ini dinamakan Polyspermy.

Fertilisasi
Sperma dan ovum akhirnya berfusi dan fertilisasi terjadi. Akhir dari fertilisasi akan terbuntuk suatu zigot, embrio, kemudian individu baru.

Kurang lebih seperti itulah tahapan-tahapan dalam proses fertilisasi. Seperti yang saya katakan sebelumnya, ini adalah pengetahuan kita apabila ingin melakukan rakayasa genetika pada reproduksi manusia. Misalnya saja, saat ini telah ada teknologi bayi tabung, dimana prosesnya beracuan pada proses fertilisasi ini. Pada intinya teknologi bayi tabung bermula dari spermatid yang telah dewasa (dari epitel tubulus seminiferus) diambil sedikit kemudian diinjeksikan ke ovum langsung. Sehingga pada prosesnya tidak melalui fertilisasi yang panjang. Karena mungkin saja kondisi sperma tidak dapat melakukan tahapan-tahapan tersebut, atau karena adanya faktor lain yang mendukung sperma tersebut mati sebelum bertemu ovum. Kemudian, apabila pasangan suami-istri normal terjadi gagal embrio, mungkin saja terjadi polyspermy, dimana terdapat lebih dari satu sperma yang membuahi ovum.

~ oleh biowidhi pada April 14, 2008.