È l'insieme di eventi che conducono all'unione dei due gameti e alla loro fusione per formare uno zigote. La fecondazione può avvenire in modo esterno, come accade negli animali acquatici, o interno, ovvero all'interno delle vie genitali femminili. I principali momenti del processo sono: l'avvicinamento dello spermatozoo alla cellula uovo, il riconoscimento e l'adesione tra i gameti, la loro fusione e l'attivazione dell’uovo.
La cellula uovo secerne sostanze chemioattrattive che guidano gli spermatozoi verso di essa. Una volta raggiunta, lo spermatozoo entra in contatto con l’involucro vitellino, che svolge un ruolo essenziale nel riconoscimento specifico tra gameti della stessa specie e nell’adesione dello spermatozoo.
Dopo l'adesione, lo spermatozoo rilascia enzimi litici che gli permettono di attraversare l’involucro vitellino e raggiungere la membrana plasmatica della cellula uovo. A questo punto, le membrane dei due gameti si fondono, creando una continuità citoplasmatica che consente alla testa dello spermatozoo di penetrare nell’uovo e trasferirvi il proprio nucleo. La fusione dei gameti coinvolge le fertiline, proteine fondamentali per i processi di adesione e fusione.
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