Tempat pertemuan sel telur dengan sperma
pada mamalia adalah di dalam ampula saluran telur (ampula tuba Fallopii). Untuk
dapat membuahi sel telur, sperma harus melewati dan menembus beberapa komponen
atau bagian sel telur. Komponen pertama yang harus dilewati oleh sperma adalah
sel-sel kumulus. Sel-sel kumulus saling berikatan satu dengan lainnya oleh
adanya asam hyaluronan, dan dengan adanya ikatan tersebut akan menyulitkan
untuk dilewati sperma. Untuk mengencerkan ikatan antar sel kumulus maka akrosom
yang berada di dalam kepala sperma mengeluarkan enzim hyaluronidase, sehingga
ikatan antar sel kumulus menjadi renggang dan sperma dapat dengan mudah
mencapai selubung luar sel telur (zona pelusida).
Pengikatan sperma pada zona pelusida. Pengikatan sperma dengan zona pelusida adalah
merupakan interaksi antara reseptor dan ligand, dengan tingkat spesifikasi
spesies yang sangat tinggi. Grup karbohidrat yang terdapat dalam glikoprotein
zona pelusida berperan sebagai reseptor sperma.
Ketika kepala sperma menyentuh zona pelusida maka terjadilah reaksi
akrosom, dimana akrosom yang terdapat dalam kepala sperma mengeluarkan berbagai
enzim hidrolitik, diantaranya acrosin yang berperan dalam melisiskan zona
pelusida. Sperma yang mengalami reaksi akrosom sebelum bertemu dengan sel telur
tidak mampu berikatan dengan zona pelusida dan dengan demikian tidak dapat
membuahi sel telur.
Penetrasi zona pelusida. Kekuatan yang diperoleh dari pergerakan ekor dikombinasikan dengan kerja
enzim-enzim hidrolitik yang terdapat di dalam akrosom memungkinkan sperma untuk
dapat melintasi zona pelusida, masuk ke dalam ruang perivitelin, dan kepala
sperma akan berikatan dengan membran vitelin sel telur.
Aktivasi sel telur dan reaksi korteks. Sebelum pembuahan,
sel telur berada dalam keadaan istirahat, yakni tertahan pada tahap metafase
pembelahan meiosis kedua. Setelah pengikatan sperma pada membran vitelin, sel
telur mengalami aktivasi yang ditandai oleh adanya sejumlah perubahan metabolik
dan fisik seperti peningkatan konsentrasi kalsium intraseluler, penyempurnaan
pembelahan meiosis kedua, dan reaksi korteks. Reaksi korteks merujuk pada
eksositosis butiran korteks yang mengandung sejumlah enzim diantaranya adalah
protease. Enzim-enzim tersebut akan berdifusi kedalam zonapelusida menyebabkan
perubahan struktur zona pelusida, yang dikenal sebagai reaksi zona.
Setelah kepala sperma menyentuh membran
vitelin terjadilah aktivasi sel telur. Membran vitelin memberikan reaksi
terhadap sentuhan kepala sperma dengan timbulnya suatu tonjolan kecil yang
kemudian terbuka. Kepala sperma kemudian menyusup masuk kedalam sitoplasma sel
telur. Seluruh tubuh sperma (kepala dan ekor) masuk kedalam sitoplasma sel
telur, sedang membran plasma yang menjadi pembungkus sperma, lebur menjadi satu
dengan membram vitelin. Selanjutnya kepala sperma terpisah dengan bagian
lainnya, dan perlahan-lahan mengembung. Kromatin sel telur dan sperma mengalami
kondensasi dan membentuk pronukleus betina dan pronukleus jantan. Kedua
pronukleus bergabung dan membentuk individu baru yaitu embrio satu sel (zigot).
Reaksi zona. Reaksi
zona merujuk pada perubahan struktur zona pelusdia yang dikatalisis oleh enzim
protease dari butiran korteks. Peranan penting dari reaksi zona adalah mencegah
terjadinya polispermi, suatu keadaan dimana lebih dari satu sperma yang masuk
ke dalam sel telur. Pencegahan terjadinya polispermi terjadi akibat adanya
pengerasan zona pelusida dan reseptor sperma yang terdapat pada zona pelusida
dihancurkan.