Giải thích chi tiết quá trình giao tử ở nam (tinh trùng) gặp nữ (trứng). Nêu rõ các giai đoạn, thời điểm bắt đầu và kết thúc của quá trình này.

Quá trình giao tử (hay thụ tinh) là bước quan trọng trong quá trình sinh sản ở người, trong đó tinh trùng gặp trứng và hợp nhất để tạo thành phôi (hay hợp tử). Quá trình này có thể được chia ra làm các giai đoạn chính như sau: 1. Thu thập, di chuyển và biến đổi của tinh trùng: • Sau khi xuất tinh từ nam qua dịch sinh dục, hàng triệu tinh trùng cùng với các chất dịch hỗ trợ được bơm vào âm đạo của nữ. • Tinh trùng phải vượt qua môi trường axit của âm đạo và đi vào tử cung, sau đó vào ống dẫn trứng (Fallopian tube). Quá trình di chuyển này kéo dài trong vài giờ. • Trong quá trình di chuyển, tinh trùng trải qua "quá trình làm đủ điều kiện" (capacitation), một quá trình sinh hóa giúp tinh trùng có khả năng thâm nhập vào lớp bảo vệ của trứng. Quá trình này thường mất từ 30 phút đến vài giờ. 2. Phát hiện và tiếp cận trứng: • Thông thường, trứng được giải phóng từ buồng trứng (quá trình rụng trứng) và có mặt trong ống dẫn trứng khoảng 12-24 giờ sau khi rụng. • Tinh trùng đã được “làm đủ điều kiện” bơi tới vùng ống dẫn trứng nơi có trứng. Ở bước này, các tinh trùng trải qua những thay đổi cuối cùng trên bề mặt đầu (acrosome) để dễ dàng nhận diện và bám vào lớp ngoài của trứng (zona pellucida). 3. Phản ứng acrosomal và xâm nhập: • Khi tinh trùng tiếp xúc với vùng đặc biệt của trứng có chứa glycoprotein trong zona pellucida, nó kích hoạt phản ứng acrosomal. Quá trình này bao gồm việc đầu tinh trùng giải phóng enzyme từ túi acrosome của nó. • Các enzyme này giúp môi trường xung quanh trứng bị phân giải một phần, tạo “lối vào” cho tinh trùng để thâm nhập vào màng ngoài của trứng. 4. Hợp nhất màng và giao nhận nhân: • Sau khi tinh trùng xâm nhập thành công qua lớp zona pellucida, màng của nó sẽ kết hợp chặt chẽ với màng trứng. Quá trình kết hợp này kích hoạt các phản ứng sinh hóa trong trứng, ngăn chặn việc tinh trùng khác tiếp cận (ngăn chặn polyspermy). • Sau khi màng của tinh trùng và trứng liên kết, tinh trùng thả nhân của mình vào trong tế bào trứng. • Đồng thời, nhân của trứng trải qua những biến đổi cần thiết để “chuẩn bị” hợp nhất với nhân của tinh trùng. Hai nhân sau đó tiến vào pha giao thoa, hợp thành hợp tử có đầy đủ bộ nhiễm sắc thể (46 nhiễm sắc thể ở người). 5. Thời điểm bắt đầu và kết thúc: • Thời điểm “bắt đầu”: Quá trình thụ tinh bắt đầu ngay sau khi tinh trùng được thải ra trong niêm mạc âm đạo và di chuyển qua hệ thống sinh dục nữ. Tuy nhiên, quá trình “chính” diễn ra sau khi trứng được giải phóng (rụng trứng) và tinh trùng đã làm đủ điều kiện (capacitation). • Thời điểm “kết thúc”: Quá trình giao tử kết thúc khi nhân của tinh trùng và trứng hoàn toàn hợp nhất, tạo thành hợp tử, bước đầu của quá trình phát triển phôi. Đây là giai đoạn khép lại quá trình thụ tinh và mở đầu cho quá trình phân chia tế bào. Như vậy, giao tử giữa tinh trùng và trứng bao gồm từ quá trình di chuyển, biến đổi (capacitation), phản ứng acrosomal, xâm nhập vào trứng, cho đến việc hợp nhất nhân. Mặc dù tổng thời gian của quá trình này có thể kéo dài từ vài giờ đến khoảng một ngày (tùy thuộc vào biến động sinh lý của mỗi cá nhân), điểm mấu chốt là khi trứng đã hoàn thành việc hòa hợp với tinh trùng, quá trình thụ tinh đã hoàn tất và hợp tử được thành lập để bắt đầu phát triển thành phôi thai.