Ciclo celular biologia celular y molecular, Apuntes de Biología

¡Descarga Ciclo celular biologia celular y molecular y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! GAMETOGÉNESIS Es el proceso de formación y desarrollo de las células reproductoras especializadas, llamadas gametos. GAMETOGÉNESIS En todas las células somáticas, la división celular (mitosis) da como resultado la formación de dos células hijas, cada una genéticamente idéntica a la célula madre. Las células somáticas contienen un complemento completo de cromosomas (el número diploide) que funcionan como pares homólogos . El proceso de reproducción sexual implica la fusión de células especializadas masculinas y femeninas llamadas gametos para formar un cigoto, que tiene el número diploide de cromosomas. Cada gameto contiene solo la mitad del número diploide de cromosomas, un representante de cada par; Este medio complemento de cromosomas se conoce como el número haploide. La producción de células haploides implica una forma única de división celular llamada meiosis, que ocurre solo en las células germinales de las gónadas durante la formación de gametos; La división celular meiótica también se llama gametogénesis. La meiosis implica dos ciclos de división celular, de los cuales solo el primero está precedido por la duplicación de cromosomas (véase el capítulo 2). Por lo tanto, la división celular meiótica de una sola célula germinal diploide da lugar a cuatro gametos haploides. En el hombre, cada uno de los cuatro gametos experimenta un desarrollo morfológico en un espermatozoide maduro. Por el contrario, en la hembra, la distribución desigual del citoplasma durante la meiosis da como resultado que un gameto gane casi todo el citoplasma de la célula madre, mientras que los otros tres casi no adquieren citoplasma; El gameto grande madura para formar un óvulo y los otros tres, llamados cuerpos polares, se degeneran. Las células germinales primitivas del hombre, la espermatogonía, están presentes solo en pequeñas cantidades en las gónadas masculinas antes de la madurez sexual. Después de la pubertad, la espermatogonía se multiplica continuamente por mitosis para proporcionar un suministro de células que luego sufren meiosis para formar gametos masculinos. En contraste, las células germinales de la hembra, llamadas oogonia, se multiplican por mitosis solo durante el desarrollo fetal temprano, produciendo así un complemento fijo de células con el potencial de sufrir gametogénesis. La gametogénesis en la mujer se analiza más a fondo en el cap. 19) La producción de gametos masculinos se llama espermatogénesis y el desarrollo posterior del gameto masculino en un espermatozoide móvil se llama espermiogénesis, el proceso completo lleva aproximadamente 70 días; ambos procesos ocurren dentro de los testículos, aunque la maduración final de los espermatozoides ocurre en el epidídimo. OVOGÉNESIS Es el proceso de maduración de la célula germinal femenina desde su diferenciación en ovogonia hasta su maduración en óvulo. Se denomina así a la transformación de las ovogonias en oótides u óvulos maduros Entre la cuarta y la sexta semanas migran mediante movimientos ameboideos hasta alcanzar y penetrar en la gónada primitiva, sexualmente indiferenciada. Se supone que su llegada al esbozo gonadal es imprescindible, aunque no suficiente, para que este se desarrolle. Durante este período, las células germinales aumentan con rapidez su número por división mitótica, y llegan a alcanzar aproximadamente los 7 millones . Este es el momento de máximo contenido de ovogonias en la gónada. A partir de ahí, el número de células germinales disminuirá de forma irreversible hasta agotar la reserva de ovocitos, unos 50 años después. En esta fase del desarrollo, la gónada ha iniciado su diferenciación sexual para convertirse en un ovario, y las células germinales primitivas se denominan ovogonias . Posteriormente, la capacidad de multiplicación de estas células disminuye lentamente para desaparecer totalmente antes del nacimiento. Solo unos cientos de ovogonias se transformarán en ovocitos de primer orden. Hacia la semana 12 de gestación, algunas ovogonias aumentan de volumen, se transforman en ovocitos de primer orden e inician una primera división reductora a la mitad de la dotación cromosómica (dotación haploide), de forma que cada gameto aporte la mitad del número de cromosomas. Esta división se detiene en la fase de profase y, dentro de esta, en el estadio de diploteno. Se supone que esta detención puede ser producida por una sustancia contenida en el líquido folicular que inhibe la maduración del ovocito (OMI). La detención de la división reductora se prolonga después del nacimiento hasta la pubertad, cuando el folículo llega a la madurez, y antes de la ovulación la división reduccional (primera división meiótica) se completa y da lugar a dos células de distinto tamaño: una contiene mayor cantidad de citoplasma, el ovocito de segundo orden, y la otra más pequeña se denomina primer corpúsculo polar, ambas con la mitad del número de cromosomas (23,X, dotación haploide). El ovocito de segundo orden ha de experimentar todavía una segunda división para originar el gameto femenino maduro. Esta segunda división mitótica es de corta duración y origina también dos células, una con mayor masa citoplásmica, que constituye el gameto maduro u oótide, y la otra con menor masa citoplásmica, el segundo corpúsculo polar; pero ambas tienen el mismo número de cromosomas que las células que les dieron origen, es decir, 23 cromosomas. Esta segunda división meiótica se realiza en la trompa y solo tiene lugar si ha habido ovulación y el ovocito de segundo orden ha sido penetrado por un espermatozoide. También existe un número importante de ovogonias que no completan su maduración y mueren (atresia celular) al involucionar los folículos que los contienen. Se ha calculado que solo alrededor de 450 completan la ovogénesis. Por lo tanto, la duración del fenómeno completo de la ovogénesis es muy variable, ya que unas ovogonias completan su maduración al iniciarse la pubertad, mientras que otras lo hacen en la proximidad de la menopausia. Se ha demostrado que el complejo enzimático telomerasa, regulado a su vez por la acción de los estrógenos y la progesterona, interviene en la maduración de los ovocitos y en la proliferación de las células de granulosa durante la foliculogénesis, y el factor de crecimiento epidérmico (EGF- like ) desempeña un papel crítico en el período periovulatorio, estimulando la competencia del oocito . las glucoproteínas adoptan una disposición reticular que dificulta el ascenso de los espermatozoides. De esta manera, permite el paso de los espermatozoides en el momento más favorable del ciclo. Las contracciones uterinas también intervienen en el ascenso de los espermatozoides. La fecundación, el proceso por el cual dos gametos masculino y femenino se fusionan, ocurre en la región ampular de la tuba uterina. Se trata del segmento más amplio de la tuba y se ubica en cercanía al ovario. Los espermatozoides pueden conservar durante varios días su vialidad dentro del aparato reproductor femenino. Sólo el 1% de los espermatozoides depositados en la vagina ingresa el cuello uterino, donde pueden sobrevivir muchas horas. El movimiento del espermatozoide desde el cuello uterino hasta la tuba uterina ocurre por contracciones musculares del útero y de la tuba uterina, y de manera escasa por su propia propulsión. El viaje desde el cuello uterino hasta el oviducto puede realizarse en tan sólo 30 minutos, o requerir hasta 6 días. Tras llegar al istmo, los espermatozoides pierden motilidad y detienen su migración. en el momento de la ovulación y los espermatozoides recuperan motilidad, quizá por la presencia de quimioatrayentes sintetizados por las células del cúmulo que si el cundan al óvulo, y nada hasta el, donde suele ocurrir la fecundación. Los espermatozoides no pueden fecundar a lobos hito justo después de llegar al aparato reproductor femenino, si no deben experimentar capacitación y reacción acrosómica para adquirir esta capacidad. La capacitación es un periodo de acondicionamiento en el aparato reproductor femenino, que en el humano dura alrededor de siete horas. Así, dirigirse con rapidez al ámpula no es una ventaja, puesto que la capacitación no ha ocurrido y los espermatozoides en esa condición no puede preguntar al óvulo. Gran parte de condicionamiento que ocurre durante la capacitación tiene lugar en la tubular uterina y supone interacciones epiteliales que implican al espermatozoide y a la superficie mucosa de la tuba. Durante este periodo se retiran una capa de glucoproteínas y proteínas del plasma seminal de la Membrana plasmática que cubre la región acrosómica del espermatozoide. Sólo un espermatozoide capacitado puede pasar entre las células de la corona y desarrollar una reacción acrosómica. La reacción acrosómica, que ocurre tras la unión con la zona pelúcida, es inducida por las proteínas de esta zona. Esta reacción culmina con la liberación de las enzimas necesarias para la penetración de la zona pelúcida, entre ellas sustancias similares a la acrosina y tripsina. Las fases de la fecundación incluyen las siguientes:  Fase uno, penetración de la corona radiata  Fase dos, penetración de la zona pelúcida  Fase tres, fusión de las membranas celulares del ovocito y el espermatozoide. Fase uno: de los 200 a 300 millones de espermatozoides quedé ordinarios son depositados en el aparato genital femenino, sólo entre 300 y 500 llegan al sitio de la fecundación. Sólo uno de estos fecunda el óvulo. Se piensa que el resto auxilia al espermatozoide fecundador para penetrar las barreras que protegen al gameto femenino. El espermatozoide capacitado pasa con libertad entre las células de la corona radiata. Fase dos: la zona pelúcida es una cubierta de glucoproteínas que circundan al óvulo y facilita y mantiene la unión con el espermatozoide, al tiempo que inducen la acción acrosómica. Tanto la unión como la reacción acrosómica son medidas por el ligando ZP3, una Proteína de la zona. La liberación de enzimas acrosómica (acrosina) permiten los espermatozoides penetrar la zona pelúcida, con lo que entran en contacto con la membrana plasmática de lobos hito. La permeabilidad de la zona pelúcida se modifica cuando la cabeza del espermatozoide entra en contacto con la superficie del ovocito. Este contacto de origen a la liberación de enzimas lisosómicas A partir de gránulos corticales que cubren la Membrana plasmática del ovocito. A su vez, estas enzimas alteran las propiedades de la zona pelúcida (reacción de zona) para evitar la penetración de otros espermatozoides, E inactiva sitios receptores para los espermatozoides específicos de la especie en la superficie de la zona pelúcida se han encontrado otros espermatozoides incrustrados en la zona pelúcida, pero sólo uno parece ser capaz de penetrar al ovocito. Fase tres: la decisión inicial del espermatozoide al ovocito es medida en parte por la interacción de integrinas ubicadas sobre el ovocito y sus ligandos, desintegren haz, en el espermatozoide. Tras La adhesión, las membranas plasmáticas del espermatozoide y el óvulo se fusionan. Puesto que la Membrana plasmática que cubre el capuchón acrosómico de la cabeza desaparece durante la reacción acrosómica, la función real ocurre entre la membrana del ovocitos y aquella que cubre la región posterior de la cabeza del espermatozoide. En el humano, tanto la cabeza como la cola del espermatozoide ingresan al citoplasma del ovocito, pero la Membrana plasmática queda atrás, sobre la superficie del ovocito. Tan pronto con el espermatozoide entra el ovocito, el óvulo responde de tres formas: 1. REACCIONES CORTICAL Y DE ZONA. Como consecuencia de la liberación de gránulos corticales del ovocito, que contienen enzimas lisosómicas, La membrana del ovocito se vuelve impenetrable para otros espermatozoides, y la zona pelúcida altera su estructura y composición para evitar que los espermatozoides se enlacen y penetren. Estas reacciones impiden la polispermia (penetration de más de un espermatozoide al ovocito) 2. REINICIO DE LA SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA. El ovocito termina su segunda división meiótica de inmediato tras el ingreso del espermatozoide. Una de las células hijas, que recibe apenas citoplasma, se conoce como segundo cuerpo polar; la otra célula hija es el ovocito definitivo. Sus cromosomas (22 autosomas y cromosoma X) se disponen en un núcleo vesicular conocido como pro núcleo femenino. 3. ACTIVACIÓN METABÓLICA DEL OVULO. El factor activador es quizá portado por el espermatozoide. La activación abarca los eventos celulares y moleculares relacionados con la embriogénesis temprana.