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FACULTAD DE MEDICINA HUMANA ESTRUCTURA, FUNCION CELULAR Y TISULAR I Docente: Dra. Qmf. Violeta Morín Garrido
FACULTAD DE MEDICINA HUMANA
ESTRUCTURA, FUNCION CELULAR Y TISULAR I
Docente: Dra. Qmf. Violeta Morín Garrido
• INTRODUCCIÓN• MEIOSIS
1. HISTORIA DE LA MEIOSIS2. MEIOSIS Y CICLO VITAL3. DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS4. PROCESO CELULAR
a. MEIOSIS Ii. PROFASE Iii. METAFASE Iiii. ANAFASE Iiv. TELOFASE I
b. INTERFASEc. MEIOSIS II
i. PROFASE IIii. METAFASE IIiii. ANAFASE IIiv. TELOFASE II
5. GAMETOGÉNESISa. ESPERMATOGÉNESISb. OVOGÉNESIS
III. FECUNDACIÓN1. REQUERIMIENTOS2. CITOLOGÍA DE LA FECUNDACIÓN
a. OVOCITO O GAMETO FEMENINOb. ESPERMATOZOIDE O GAMETO MASCULINO
3. VIABILIDAD DE LOS GAMETOSa. CAPACITACION DE LOS ESPERMATOZOIDESb. TRANSPORTE DEL OVOCITOc. TRANSPORTE DEL ESPERMATOZOIDE
4. CARACTERISTICAS DE LOS GAMETOS EN EL MOMENTO DE LA FECUNDACION
5. LOS ESPERMATOZOIDES ADQUIEREN MOVIMIENTOS DE HIPERACTIVACIO:6. FASES DE LA FECUNDACIÓN
a. PENETRACIÓN DE LA CORONA RADIANTEb. REACCIÓN ACROSÓMICAc. DENUDACIÓNd. PENETRACIÓN DE LA MEMBRANA PELÚCIDAe. FUSIÓNf. BLOQUEO DE POLISPERMIA
i. Bloqueo rápido:ii. Bloqueo lento:
g. RESUNCIÓN DE LA SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA POR PARTE DEL OVOCITO II
h. FORMACIÓN DE LOS PRONÚCLEOS FEMENINO Y MASCULINOi. SINGAMIA Y ANFIMIXIS
7. CONSECUENCIAS DE LA FECUNDACION8. CICLO CIRCADIANO EN LA FECUNDACIÓN
IV. BIBLIOGRAFÍA
Para que los seres vivos con reproducción sexual tengan descendientes, es necesario que se unan dos células especiales, llamadas células sexuales o gametos. La unión de estas dos células da origen a otra nueva, llamada huevo o cigoto. A partir de esta, se crean millones de células que van a formar el nuevo organismo.
Las células sexuales son especiales, pues tienen la mitad de cromosomas que el resto de las células del organismo al que pertenecen, ya que estas células sexuales proceden de un tipo de división celular especial que se llama meiosis. Esto permite que, al unirse las células sexuales o gametos, no se forme una célula con doble número de cromosomas.
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MEIOSIS: TIPO ESPECIAL DE DIVISION CELULAR
Sus procesos esenciales consisten en:
5.Reducción del numero de cromosomas a la mitad.
7.Segregación al azar de los cromosomas homólogos paternos y maternos.
9.Recombinación genética, es decir, intercambio de segmentos cromosómicos.
PreleptonemaLeptonemaCigonemaPaquinemaDiplonemaDiacinesis
Profase I
Prometafase IMetafase IAnafase ITelofase I
Profase IIMetafase IIAnafase IITelofaseII
Interfase
MEIOSIS I
MEIOSIS II
La primera división meiótica se distingue por su larga profase, durante la cual los cromosomas homólogos se aparean y recombinan para intercambiar material genético.
PRELEPTONEMA EL Preleptonema corresponde a la profase
temprana de la mitosis. Los cromosomas son muy delgados y difíciles de
observar. Sólo los cromosomas sexuales se destacan como
cuerpos compactos
LEPTONEMA
Los cromosomas se hacen visibles, aparentando ser simples.
Cada cromosoma contiene 2 cromátidas (pero aún no se distinguen)
Cromosomas unidos a la membrana nuclear interna (placas de unión)
CIGONEMA
Emparejamientos de cromosomas homólogos mediante la SINAPSIS.
Complejo sinaptonémico (CS). La estructura de dos cromosomas con un total
de cuatro cromátidas: TÉTRADA o BIVALENTE.
Complejo Sinaptonémico
Esta estructura, presente solamente durante la profase meiótica, sería la mediadora estructural del proceso de apareamiento cromosómico y el soporte de la recombinación génica.
Referencias de la imagen:
» Cromatina de cada cromosoma homólogo.» Ejes laterales.» Eje central.
Componentes del Complejo Sinaptonémico
PAQUINEMA
Aparición de los nódulos de recombinación Se produce el sobrecruzamiento. Intercambio de material genético entre
cromosomas homólogos. Consecuencia: recombinación génica.
Nódulo de Recombinación
Aparecen en número alto en etapas tempranas y quedan reducidos a un número equivalente al de recombinaciones concretadas por cromosoma. Es en estos Nódulos de Recombinación que se encuentran las enzimas responsables del proceso de recombinación o intercambio entre el ADN de los cromosomas paterno y materno.
Recombinación Genética
Durante esa etapa se produce un elevado número de fracturas en las moléculas del ADN, que posibilitan que, al repararse en forma controlada, (Recombinación), se produzcan uniones entre las moléculas en forma cruzada, generándose moléculas que tienen entremezclados fragmentos del ADN de origen materno y paterno
Modelo de
Holliday
Modelo Molecular
de Recombinació
n Genética
DIPLONEMA Comienza la separación de los cromosomas
homólogos. Permanecen unidos por puntos denominados
QUIASMAS. (esta fase puede durar años. P. ej. oocitos de una
mujer. Los cromosomas se descondensan y se produce transcripción)
DIACINESIS Las cromátidas aparecen muy condensadas,
preparándose para la Metafase I. La separación entre bivalentes persiste y
permanecen los quiasmas. Las tétradas se distribuyen por todo el núcleo y
el nucléolo desaparece.
PROMETAFASE I La membrana nuclear desaparece. Se forma un cinetocoro por cada cromosoma, no
uno por cada cromátida. Las cromátidas hermanas continúan
estrechamente alineadas en toda su longitud, pero los cromosomas homólogos ya no lo están y sus centrómeros y cinetocoros se encuentran separadas entre sí.
METAFASE I Los bivalentes se disponen sobre el ecuador del
huso, pero lo hacen de tal forma que los dos cinetocoros que tiene cada homólogo se orientan hacia el mismo polo, que es el opuesto hacia el que se orientan los dos cinetocoros del otro homólogo.
ANAFASE I Los cromosomas sólo presentan un centrómero
para las dos cromátidas. Se da una reducción cromosómica. Desaparecen los quiasmas
TELOFASE I Cada cromosomas tiene ahora la mitad del
número de cromosomas. Los microtúbulos del huso desaparecen. Se forma una nueva membrana nuclear que
rodea a cada sistema haploide Ocurre la citocinesis.
INTERFASE Este proceso es breve en todos los organismos,
pero en algunos generalmente no ocurre. No ocurre la fase S
Es una mitosis normal en la que las dos células anteriores separan en la anafase II las cromátidas de sus “n” cromosomas. Surgen así 4 células con “n” cromátidas cada una.
PROFASE II Profase Temprana IIComienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleolo. Se hacen evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como cromosomas visibles
Profase Tardía IILos cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el huso entre los centriolos, que se han desplazado a los polos de la célula
METAFASE II Las fibras del huso se unen a los cinetocoros de los
cromosomas. Los cromosomas se alinean a los largo del plano
ecuatorial de la célula. Las cromátidas se disponen en grupos de dos (como
en a metafase mitótica)
ANAFASE II
Las cromátidas, unidas a fibras del huso en su cinetocoro, se separan y se desplazan a polos opuestos.
Cada cromátida se denomina ahora cromosomas.
TELOFASE II
Desaparece el huso acromático y se reensamblan las envolturas nucleares.
Los cromosomas se alargan en forma gradual para formar hilos de cromatina.
Ocurre la citocinesis
GAMETOGÉNESIS
FORMACIÓN DE
GAMETOSMASCULINO FEMENINO
INCLUYEMEIOSIS DIFERENCIACION
CELULAR
VARIABLIDAD GENÉTICA
REDUCCIÓN DEL NÚMERO CROMOSÓMICO
ETAPA EMBRIONARIA
Permanecen en estado latente
CORDONES SEXUALES
MADUREZ SEXUAL
Se hacen huecos y aumentan de tamaño
TUBULOS SEMINIFEROS
Células Germinales Primordiales
Células Madre Espermatogonias
Rol de las hormonas en la espermatogénesis
En la pubertad los niveles de andrógenos aumentan ycomienza la espermatogénesis
LH: unión a sus receptores en las células de Leydig, estimulando laproducción de testosterona
Testosterona: pasa a los túbulos, unión a receptores de andrógenodentro de las células de Sertoli
FSH: unión a sus receptores en las células de Sertoli estimulando:síntesis de RNA y proteínasmovilización de fuentes de energíaproducción del fluido testicularproducción total de las proteínas de células de Sertoli, ABP e inhibinaproducción de receptores intracelulares de andrógenos
Testosterona y FSH: actúan sinergísticamente en las células de Sertolipermitiendo que se llegue a completar la espermatogénesis
Espermiogénesis
Fase de Diferenciación de la espermatogénesisPasaje desde Espermátidas a Espermatozoides
- Remodelado Morfológico:cambio de forma: de redonda a alargadaeliminación del citoplasma
- Condensación de la cromatina (protaminas)
- Generación de una cola para propulsión de avance
- Formación de la pieza intermedia conteniendo lasmitocondrias (energía)
- Formación de segmento ecuatorial y región postacrosomal
- Desarrollo del cap acrosomal (enzimas)
Desarrollo y maduración folicular
Vida fetal y neonatal:Pocos folículos primordiales pueden reasumir el desarrollo esporádica eincompletamente
Pubertad:Pocos folículos primordiales recomienzan a crecer todos los días, entonces se forma un goteo continuo de folículos desarrollados.
Transición primordial a preantral:Aumento en el diámetro del folículo primordial desde 20 a 500 μmAumento en el diámetro del ovocito desde 60 a 120 μm (tamaño final)ovocitaria, embrión temprano)Comunicación bidireccional entre ovocito y células de la granulosa
Transición preantral a antral:Proliferación de las células de la granulosaAparición de un fluido viscoso entre células de la granulosa = fluido foliculary formación del antro folicular
CORTEZA OVÁRICA (10Ox)
En el folículo Primordial: oocito detenido en diploteno de la primera meiosis; rodeado de
una monocapa de células granulosa
Rol de las hormonas en la ovogénesis
Cómo algunos folículos primordiales comienzan a desarrollarse como folículos preantrales?No es comprendido completamenteParece ocurrir independientemente de cualquier control extraováricoParticipación de acciones paracrinas de citokinas, EGF, dentro del ovario
Crecimiento del folículo en estadíos tardíos (folículo antral) regulado porgonadotrofinasGnRH: actúa sobre la hipófisis, logrando la síntesis y liberación de gonadotrofinas.Atresia folicular es prevenida por presencia de gonadotrofinas.
FSH y LH: se unen a receptores foliculares, expresados en fase preantral temprana, para inducir producción y liberación de esteroides que estimulan el crecimiento antral más tardío.
Estrógenos: pueden obligar a células de la granulosa a estimular su proliferación yjunto con FSH estimulan aparición de receptores de LH en capas externas de células de la granulosa, crítico para entrar en fase preovulatoria del crecimiento folicular.
Reclutamiento folicular
Selección de folículo dominante
Crecimiento y maduración folicular
Estimula producción de Estrógenos por células de la granulosa (+) Aromatasas. (Aumenta la transcripción del gen de la aromatasa)
Estimula formación (número) de Receptores de FSH y LH
Estimula producción de Inhibina
Maduración final del ovocito
Determina la lisis del folículo: Desencadena la Ovulación.
Formación y Mantención del cuerpo lúteo
Estimula la producción de Andrógenos por células
de la teca (testosterona, androstenediona)
Acc i ón de Gonadot r of i nas s obr e e l. Ovar i o
:Func i one sFSH LH
PONENTE: JACK GARY VILLALTA LIZANAPONENTE: JACK GARY VILLALTA LIZANA
Consiste en una serie de procesos que se inician cuando los espermatozoides contactan con la corona radiada que rodea al ovocito y termina con la mezcla de los cromosomas maternos y paternos.
GAMETOS FEMENINOS Y MASCULINOS
VI ABI LI DAD DE LOS GAMETOS Los ovocitos II humanos deben ser
fecundados ± 12 horas post-ovulación (excepcionalmente 24 h) o de lo contrario degeneran y son destruidos.
La mayoría de los espermatozoides humanos sobrevive entre 48 y 80 horas en el aparato genital ; de no lograr la fecundación los ♀espermatozoides mueren y son destruidos.
Apor te del ovoci to y del espermatozoi de
Los espermatozoides con su acrosoma intacto tratan de alcanzar la zona pelúcida avanzando entre la células foliculares.
Para atravesar las células foliculares de la corona radiada, el acrosoma libera hialuronidasa, que junto con otras enzimas secretadas por la mucosa tubárica y los movimientos del flagelo, permiten atravesar esta barrera.
Penetracion en la Corona Radiante
La zona pelúcida, de ± 13 micras de espesor, está formada por tres glucoproteínas: ZP1, ZP2 y ZP3, que se combinan y polimerizan en largos filamentos.
Las moléculas de ZP1 forman puentes entre ZP2 y ZP3. La molécula ZP3 es la encargada de reconocer a los
espermatozoides se la misma especie, permitiendo la unión sólo de estos y no de otras especies; esto parece deberse a diferencias de esta molécula entre las especies.
Al contactar el acrosoma con la zona pelúcida sufre la “reacción acrosómica” la cual consiste en la fusión de algunos puntos de la membrana acrosómica externa con la membrana plasmática que la cubre, produciendo la salida de múltiples enzimas almacenadas en el acrosoma.
La liberación de estas enzimas abre paso al espermatozoide a través de la zona pelúcida, impulsado por el movimiento del flagelo.
La enzima más importante es la acrosina. Una vez que atraviesa la zona pelúcida y llega al
espacio perivitelino, se establece contacto directo con la membrana plasmática del ovocito.
La reacción acrosómica permite el desprendimiento de la corona radiada, el avance del espermatozoide a través de la zona pelúcida y la fusión de las membranas plasmáticas de ambos gametos.
Consiste en el desprendimiento de la corona radiante debido a que las células foliculares se dispersan por acción de la hialuronidasa liberada desde los acrosomas, ya que esta enzima hidroliza la matriz cementante rica en ácido hialurónico que las mantiene unidas.
Con la ayuda de la acrosina se perfora la zona pelúcida generando un túnel por el cual avanza el espermatozoide, gracias a los movimientos de hiperactivación.
Si bien varios espermios pueden atravesar la zona pelúcida, sólo uno establece íntimo contacto con la membrana plasmática del ovocito II. Cuando esto ocurre cesan los movimientos de hiperactivación, las membranas se fusionan y entre los citoplasmas se produce una continuidad que permite la entrada del contenido del espermatozoide.
Una vez establecida la continuidad entre ambos citoplasmas ingresan en el ovocito la parte posterior de la cabeza, el cuello y la cola del espermatozoide.
Finalmente lo hace la parte anterior de la cabeza.
Para bloquear la entrada de más de un espermatozoide (poliespermia) se produce la denominada reacción de la zona, modificación de la forma de la zona pelúcida provocando la inmovilización y expulsión de los espermios atrapados en ella.
Por otra parte la membrana plasmática del cigoto pierde la capacidad de fusionarse con otros espermatozoides que se le acercan.
Esto se logra mediante dos bloqueos de la poliespermia: uno rápido y otro lento.
Consiste en la des-polarización eléctrica de la membrana del ovocito, que en 2 ó 3 segundos se propaga en toda la periferia del ovocito, impidiendo que otro espermatozoide se adhiera a su membrana. Dura ± 5 minutos, tiempo suficiente para que se organice el bloqueo lento.
Comienza en el sitio de la penetración del espermatozoide. Consiste en la liberación de iones de Ca++ y salida de enzimas hidrolíticas y polisacáridos al espacio perivitelino. Los polisacáridos se hidratan y se hinchan, lo que aumenta el espacio perivitelino. Por su parte, la zona pelúcida hidroliza sus moléculas receptoras a espermatozoides en la ZP3, que la hace impermeable al paso de otros espermatozoides. Este proceso es conocido como la “reacción de zona”
La penetración del espermatozoide activa la finalización de la 2ª división meiótica y la formación de un óvulo maduro y del 2º cuerpo polar.
Tras la descondenzación de los cromosomas maternos, el núcleo del óvulo maduro se convierte en el pronúcleo ♀
Factores citoplásmicos del óvulo actúan sobre el núcleo del espermatozoide, lo que despliega la cromatina del espermatozoide y se forma el pronúcleo
, el cual comienza a aproximarse al ♂ ♂
Morfológicamente no es posible distinguir entre sí a los pronúcleos.
Los pronúcleos se colocan uno muy cerca del otro en el centro del óvulo y pierden sus cariotecas (singamia). Entre tanto los cromosomas duplicados vuelven a condensarse y se ubican en la zona ecuatorial de la célula, como una metafase mitótica común (anfimixis).
La anfimixis representa el fin de la fecundación. Con ella comienza la primera división mitótica de la segmentación del cigoto.
Ri t mo Ci rcadi ano: En l a Fecundaci ón
En la biología, los ritmos circadianos o biológicos son oscilaciones de las variables biológicas en intervalos regulares de tiempo.
Todos los animales, las plantas, y probablemente todos los organismos muestran algún tipo de variación rítmica fisiológica (tasa metabólica, producción de calor, floración, etc.) que suele estar asociada con un cambio ambiental rítmico.
La c ant i dad de hor as de l uz y os c ur i dad i nf l uye e n l a pr oduc c i ón de
e s pe rmat oz oi de s La calidad del semen se reduce en abril y
septiembre
• La responsable del Banco de semen de la Clínica Tambre, Rocío Núñez, señaló que en determinados meses del año, concretamente durante el cambio de estación de invierno a verano (abril y mayo), y también en septiembre, se produce una bajada en la calidad del semen, entendida como la cantidad total de espermatozoides".
Rocío Núñez explica que "lo que se ha estudiado es cómo influye la cantidad de horas de luz en la reproducción y la calidad del semen", de modo que se ha podido concluir es que "existe un ritmo que se llama circadiano, que apunta que la cantidad de horas de luz y oscuridad van a influir en una serie de hormonas, las cuales a su vez regulan la producción de espermatozoides".
Así, insistió en que "no es una regla matemática que si hay más espermatozoides es más fácil la fecundación, porque con la cantidad que hay en otros meses también es posible conseguir un embarazo".
, Tabac o obe s i dad y c af e í na af e c t an l a f e r t i l i dad
f emeni na De acuerdo a los resultados de un estudio
realizado en Buenos Aires por médicos argentinos, la combinación de obesidad, tabaco y cafeína disminuye un 30% la probabilidad de lograr un embarazo.
Fernando Neuspiller, director médico del establecimiento, destacó al presentar las conclusiones del estudio que “los factores ambientales y el estilo de vida actual juegan un papel importante en la infertilidad, que es un problema que va en aumento”.
•Libros•De Robertis (2005) – “Biología Celular y Molecular”Décimo-quinta Edición – Editorial “El Ateneo”
•Paginas Web•http://www.members.tripod.com/bioclub/pag3001a.htm•http://www.iibce.edu.uy/uas/biomolec/meios.htm•http://es.wikipedia.org/wiki/Fecundaci%C3%B3n•http://www.tuguiasexual.com/fecundacion.html•http://www.portalplanetasedna.com.ar/fecundacion.htm•http://www.natureduca.com/anat_funcreprod_fecund.php•http://apuntes.rincondelvago.com/fecundacion-humana.html•http://www.wikilearning.com/monografia/reproduccion_humana-la_fecundacion_y_el_proceso_de_desarrollo/2433-2•http://www.biologia.edu.ar/reproduccion/reprod.htm•http://infobiol.com/tag/fecundacion-humana/•http://www.si-educa.net/basico/ficha74.html
