受精

受精とは、卵子と精子の細胞が融合して新しい2倍体を作ることです。人間の場合、卵巣から放出された卵子が卵管に入ると受精します。このプロセスにはいくつかの重要なステップがあります。1）性器に存在する精子が卵子を見つけます。2）卵子を見つけたら、精子は酵素を放出して、卵子の保護膜である透明帯を突き破ります。3）精子細胞と卵子の膜が融合し、精子が核と中心体を含む内容物を卵子の細胞質に放出することが必要です。これらのステップが成功すると、男性と女性の配偶子の遺伝物質が結合し、有糸分裂が始まり、2倍体の胚が誕生します。

カルシウムシグナルと受精

精子と卵細胞が結合すると、さまざまな変化が起こりますが、その中でも、卵細胞内にカルシウムイオン（Ca²⁺）の波が発生します。このような振動は、精子と卵の融合によって開始され、卵細胞の小胞体における内因性のCa2+の放出と取り込み、および卵子の細胞外環境からのCa²⁺の放出と取り込みの両方に起因します。重要なのは、カルシウムシグナルが卵に変化を与えることで、細胞膜の直下にある皮質顆粒と呼ばれる小胞が、内容物を透明帯の下の空きスペースに放出することです。この内容物には、精子結合タンパク質を切断する酵素が含まれており、これによって透明帯の表面が変化し、精子細胞が追加で入ってくるのを防ぐことができます。

また、Ca²⁺波は、卵細胞を活性化させます。興味深いことに、卵子は卵巣から放出された時点で減数分裂が停止しており、受精して初めて減数分裂が再開されます。この復活は、受精によって誘発されるCa²⁺シグナルによって、卵細胞内のキナーゼが活性化され、分裂が促進されることが一因となっています。減数分裂が再開されると、卵は2つの細胞に分裂します。すなわち、細胞質の大部分を含む大きな成熟卵（卵子）と、その後溶解する小さな極体です。減数分裂が完了すると、卵は前核と呼ばれる重複しない染色体を持つ核を持つようになります。

前核の結合

卵子の前核が形成されると同時に、精子の遺伝物質にも変化が起こります。当初、精子のクロマチンはしっかりと詰まっていましたが、精子の核が卵細胞に入ると、核膜が溶けて染色体が解け始めます。緩く詰め込まれた精子の周りに新たな核膜が形成され、精子前核が生成されます。興味深いことに、精子の中心体も受精時に卵の細胞質に導入されます。この構造は、卵と精子の前核の間に配向し、微小管を形成してこれらの構造を互いに引き寄せます。この構造が卵子と精子の前核の間に配向し、微小管を形成してこれらの構造を互いに引き寄せます。これらの構造が出会うと、前核は膜を失い、染色体が交じり合い、有糸分裂が始まります。