Resumen de Gametogénesis PDF

RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 1 GAMETOGÉNESIS CARACTERÍSTICAS DE LA ETAPA PRENATAL: Comienza con la formación del cigoto después de la fecundación y termina en el momento del nacimiento alrededor de la 40- 42 semanas de la gestación. Etapa más c...

RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 1 GAMETOGÉNESIS CARACTERÍSTICAS DE LA ETAPA PRENATAL: Comienza con la formación del cigoto después de la fecundación y termina en el momento del nacimiento alrededor de la 40- 42 semanas de la gestación. Etapa más corta de la vida, pero donde ocurren el mayor número de transformaciones rápidas y decisivas para la vida futura. La longitud aumenta unas 5,000 veces. El peso más de 1,000 millones de veces. Página 1 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 2 GAMETOGÉNESIS CARACTERÍSTICAS DE LA ETAPA POSTNATAL: Comienza con el nacimiento y termina con la muerte, no siempre el individuo completa todas las etapas. Continúa el desarrollo de todos los sistemas con menor o mayor extensión a lo largo de la vida. El desarrollo humano es exponencial hasta la edad adulta, después tiene una etapa estable de meseta para finalmente comenzar a declinar. Durante toda la vida, desde el mismo nacimiento comienza el proceso de envejecimiento, que primero es discreto e imperceptible, comienza a manifestarse durante la adultez y es característico durante la vejez y la senectud. En las etapas finales se comienzan a perder capacidades físicas y mentales hasta la muerte. EMBRIOLOGÍA: Ciencia que estudia el DESARROLLO PRENATAL, los procesos mediante los cuales los organismos crecen y se desarrollan, los controles genéticos del crecimiento celular, la diferenciación celular y la morfogénesis, desde la gametogénesis hasta el momento del nacimiento. Página 2 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 3 GAMETOGÉNESIS Página 3 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 4 GAMETOGÉNESIS GENES: Genes de efecto materno Son genes cuyos productos actúan en etapas tempranas del desarrollo del cigoto. Definen la polaridad del embrión, es decir, sus ejes anteroposteriores (de la cabeza a la cola) y dorsoventral (del dorso al vientre). Sus mutaciones producen embriones que carecen de la parte anterior o posterior y que poseen duplicaciones de las regiones presentes. Por estudios experimentales se considera que estos genes especifican morfógenos cuya distribución en el citoplasma del huevo define el sistema de coordenadas espaciales del futuro embrión: los ejes céfalo-caudal, ventrolaterales y dorsoventral. Genes homeóticos Especifican la identidad de cada segmento, es decir, lo que se forma de cada segmento (de todos los segmentos no se forma lo mismo) Moléculas señales que guían el desarrollo La diferenciación celular es un proceso complejo, regulado a múltiples niveles por las interacciones entre programas celulares intrínsecos, las interacciones célula-célula vecina y un gran número de moléculas señalizadoras solubles extracelulares, entre las que se encuentran hormonas, factores de crecimiento, citocinas, factores tróficos y también los morfógenos. En el proceso de diferenciación celular intervienen señales internas y externas: — Señales internas: sustancias que se encuentran a diferentes concentraciones en diferentes partes del cigoto. Por consiguiente, desde las primeras fases de la segmentación las diferentes células heredan distintos determinantes citoplasmáticos que, al parecer, gobiernan su desarrollo posterior. — Señales externas: mediante interacciones intercelulares directas y gradientes de sustancias difusibles, denominadas morfógenos, liberados por otras células. Moléculas de activación Se encuentran entre las moléculas que actúan como señales extracelulares que guían el desarrollo. Muchas de ellas son de la familia de los factores de crecimiento. Son producidas por células y actúan como señales, ejerciendo sus efectos en otras células vecinas o distantes. En sus células diana, se unen a receptores transmembranales, activando así vías de transducción de señales que trasmiten la información al núcleo. Como consecuencia se modifica la expresión de los genes cuyos productos están relacionados con el desarrollo  Factores de crecimiento: Forman numerosas familias; algunos actúan sobre diferentes tipos de genes y otros son bastante específicos. Poseen efectos sobre la locomoción, contractilidad, la diferenciación y por supuesto sobre el crecimiento Proteínas Hedgehog y Wingless Son producidas por genes de segmentación y desempeñan papeles cruciales en diversos centros de organización del embrión. Después de unirse a moléculas receptoras de la célula diana, estas proteínas inducen la formación de nuevos productos génicos que conducen a nuevas vías de diferenciación. El SHH se expresa en las células de Sertoli del testículo y el IHH en el intestino y en los cartílagos, siendo muy importante en el crecimiento óseo. Esta familia de genes participa en la formación del eje derecho e izquierdo del cuerpo embrionario, del eje anterior-posterior de las extremidades, e induce la diferenciación regional del intestino. Factores de trascripción Una vez que las moléculas señales actúan sobre sus receptores en la célula diana, se activan vías de transducción intracelulares que hacen que se modifique la expresión de los genes cuyos Página 4 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 5 GAMETOGÉNESIS productos están relacionados con el desarrollo. La acción sobre el material genético es llevada a cabo por proteínas que se denominan factores de trascripción (FT), que poseen dominios de unión al ADN, que actúan en las regiones de regulación de genes (promotores, potenciadores, elementos de respuesta) específicos. Estas proteínas poseen además dominios que interactúa con la ARN polimerasa o con otros FT MORFÓGENOS: El ácido retinoico (RA), la forma biológicamente activa de la vitamina A, es uno de los morfógenos más estudiados en la actualidad. Desempeña un papel central como molécula señalizadora en el desarrollo embrionario temprano y en la generación de diversos órganos y sistemas, incluyendo el sistema nervioso. Las acciones del RA están mediadas por 2 tipos de receptores intracelulares, denominados RARs y RXRs, que pertenecen a la superfamilia de los receptores nucleares de hormonas. Estos receptores nucleares funcionan como factores de trascripción regulados por su ligando que actúan modificando la actividad transcripcional de genes específicos. Las proteínas Sonic hedgehog son también consideradas morfógenos con participación en algunos procesos del desarrollo, por ejemplo, de las extremidades. Moléculas de adhesión celular Las moléculas de adhesión celular (CAM) son glicoproteínas que se encuentran en la superficie de la mayoría de las células, median la adhesión célula a célula o la adhesión de la célula con la matriz extracelular. Están involucradas en procesos biológicos de vital importancia como la embriogénesis, la reparación tisular, la diferenciación, el crecimiento, la comunicación y la migración celular. Las CAM se agrupan en diferentes familias, de las cuales las más conocidas son: — Integrinas: son glicoproteínas de membrana heterodiméricas (con una cadena α y una β). Median interacciones heterofílicas célula-célula y célulamatriz extracelular. Su activación depende de su gran movilidad en la membrana celular para formar agrupamientos que facilitan su función adhesiva. Las integrinas interaccionan a nivel intracelular con proteínas del citoesqueleto para integrar la información del medio extracelular con la actividad de la célula, función de la cual se deriva su nombre. — Selectinas: el término selectina se originó del hecho que estas moléculas están selectivamente expresadas en células relacionadas con la vasculatura y que contienen un dominio lectina. Están relacionadas con la extravasación de leucocitos que intervienen en procesos inflamatorios — Caderinas: son proteínas homodiméricas que median adhesiones intercelulares hemofílicas dependientes del calcio. Participan en la separación histogénica, la migración de las células y la diferenciación de los tejidos embrionarios, así como en la formación de uniones entre células adyacentes, endotelio, trofoblasto, sistema nervioso, retina y mioblastos. FACTORES QUE REGULAN EL DESARROLLO: El desarrollo del individuo depende principalmente: La regulación genética, es la influencia de la información genética contenida en el DNA. La regulación epigenética, es la influencia de factores externos que inciden en el desarrollo. MORFOGÉNESIS: Procesos que moldean la configuración interna y externa del embrión. Ocurren de forma espontánea y cooperativa controlado genéticamente Página 5 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 6 GAMETOGÉNESIS CONSIDERACIONES GENERALES DE LA MORFOGÉNESIS:  Existen numerosos eventos que se incluyen bajo este concepto: el establecimiento de los ejes del cuerpo, el plegamiento embrionario, la formación de las extremidades y otros. MECANISMOS BÁSICOS DEL DESARROLLO (MBD): Actividades celulares y moleculares reguladas genéticamente, que tienen su expresión en las células y son imprescindible en la formación de los tejidos y órganos. INDUCCIÓN DIFERENCIACIÓN CELULAR CRECIMIENTO MIGRACIÓN CELULAR APOPTOSIS Página 6 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 7 GAMETOGÉNESIS INDUCCIÓN: Es el proceso por el cual un tejido embrionario actúa sobre otro y como consecuencia se produce una transformación en este último, que implica la expresión y/o represión de un grupo determinado de genes, sintetizándose nuevas proteínas, provocando la aparición de alguno de los mecanismos de la morfogénesis. Página 7 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 8 GAMETOGÉNESIS DIFERENCIACIÓN CELULAR Es la adquisición por parte de la célula de características propias que la distinguen del resto de las células y de la célula que le dio origen. Estas características se obtienen al sintetizarse en ella un nuevo patrón de proteínas que le garantiza una estructura y función determinada.  DETERMINACIÓN Proceso irreversible. Compromiso de la célula a cambiar a una vía o unas pocas vías antes de la diferenciación (periodo latencia). Las células diferenciadas mantienen estable su cambio interno, de generación en generación MEMORIA CELULAR POTENCIALIDAD Condición biológica que permite a una célula o tejido embrionario dar origen a un grupo determinado de células diferentes.  Totipotente: huevo o cigoto, hasta 8 blastómeras.  Pluripotente: células ectodérmicas, mesodérmicas, endodérmicas.  Multipotente: células de la cresta neural, neuroblastos, las somitas. CRECIMIENTO El crecimiento implica aumento de las dimensiones espaciales y del peso, de la célula, de un órgano o de un tejido Página 8 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 9 GAMETOGÉNESIS crecimiento diferencial MIGRACIÓN CELULAR La mayoría de los tejidos se forman a partir de células que se originan en distintos puntos del embrión, por lo que estas para poder unirse deben antes migrar. La migración es la responsable de la distribución, el ordenamiento y la orientación espacial de las estructuras del cuerpo. APOPTOSIS Proceso de remodelación ordenado y silencioso donde un grupo determinado de células reciben una acción inductora, que desencadena una serie de reacciones, que traen consigo la muerte de esta célula. FUNCIONES: 1. Eliminación de tejidos primarios: membrana interdigital. 2. Morfogénesis: Remodelación de órganos. Formación de orificios. Canalización de conductos. Sitios de unión de estructuras embrionarias. 3. Eliminar el exceso de células. 4. Eliminar células premalignas. Página 9 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 10 GAMETOGÉNESIS ORIGEN DE LAS CÉLULAS GERMINATIVAS: Se originan del Epiblasto en la segunda semana En la tercera semana migran hacia las paredes laterales del saco vitelino y en la cuarta lo hacen hacia la gónada en desarrollo. Página 10 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 11 GAMETOGÉNESIS MEIOSIS: Es la división celular especial que ocurre en las células germinales durante el periodo de maduración. La meiosis requiere de dos divisiones celulares: meiosis I y meiosis II para reducir el número diploide de cromosomas de la especie (46), en número haploide.  Meiosis I: o primera división de maduración, como en la mitosis, las células germinativas masculinas y femeninas, al comienzo de la meiosis I, replican su ADN, así que cada uno de los 46 cromosomas se duplica en cromátides hermanas. Sin embargo, en contraste con la mitosis, los cromosomas homólogos se alinean en pares, un proceso denominado sinapsis. El apareamiento es exacto y punto por punto, excepto para la combinación XY. Durante este apareamiento ocurre un evento crítico que es el crossing over, dado por el intercambio de segmentos de cromátides. Los cromosomas homólogos se separan en las dos células hijas, las que contienen 23 cromosomas de estructura doble y, por tanto, igual cantidad de ADN que las células somáticas.  Meiosis II: la célula comienza su segunda división meiótica sin replicación del ADN. Las cromátides hermanas se separan se obtienen cuatro células hijas con 23 cromosomas y la mitad del ADN de las células somáticas. Página 11 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 12 GAMETOGÉNESIS 1- En el ovario, las CGP se diferencian en ovogonias, las cuales tienen sucesivas divisiones mitóticas (fase de proliferación). Hacia el final del tercer mes, las ovogonias se organizan en grupos rodeados por una capa de células epiteliales planas originadas del epitelio superficial que recubre al ovario, denominadas células foliculares. 2- La mayoría de las ovogonias continúa dividiéndose, pero algunas de ellas se diferencian en ovocitos primarios, que tienen un mayor tamaño (fase de crecimiento) que inmediatamente comienzan la profase de la meiosis I, luego de la duplicación del ADN (fase de maduración). 3- Hacia el quinto mes del desarrollo prenatal, las células germinales que se encuentran en el ovario fetal son de alrededor de siete millones. En este momento comienza la muerte celular de las ovogonias. Persisten las ovogonias próximas a la superficie y ovocitos primarios que han quedado rodeados de una capa de células epiteliales planas, denominándose folículos primordiales. La ovogénesis ocurre simultáneamente con la foliculogénesis. Los folículos pueden encontrarse en reposo, crecimiento, degeneración o dispuestos para la ovulación. Existen diferentes tipos de folículos de acuerdo con su grado de madurez: primordial, primario, secundario y terciario o folículo vesicular o de Graaf, cada uno de ellos tiene características histológicas propias, pero es el folículo maduro el que participa en la ovulación. Página 12 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 13 GAMETOGÉNESIS 4- Al momento del nacimiento de la niña los ovocitos primarios se encuentran en profase de la meiosis I, después de esto comenzará una etapa de reposo que se conoce como período de dictioteno, que se caracteriza porque la célula presenta la cromatina en forma de red de encaje. Esta etapa de reposo dura hasta la pubertad, en la cual solo existen alrededor de 400 000 ovocitos y aproximadamente 500 llegarán a ser ovulados. Algunos ovocitos permanecen en el estado de diploteno por 40 años o más, por esta razón este estado prolongado de reposo de las células sexuales femeninas, se asocia con defectos del desarrollo en mujeres mayores de 35 años. 5- En la pubertad cada mes varios folículos comienzan a madurar, pero solo uno alcanza la madurez total, convirtiéndose en folículo primario. En el folículo primario, entre la membrana plasmática del ovocito y la granulosa, se encuentra una capa de glicoproteínas denominada zona pelúcida. 6- El folículo primario da lugar al folículo secundario y luego al terciario, que reanuda la meiosis I, al final de la cual se obtiene una célula con abundante citoplasma, el ovocito secundario, y una célula pequeña, el primer corpúsculo polar. 7- Antes de terminar la meiosis II, en la metafase II, el ovocito secundario es ovulado y si no es fecundado degenera en aproximadamente 24 horas. Si el ovocito ovulado es fecundado termina la segunda meiosis; así, luego de concluida la meiosis II se obtiene una célula grande y con abundante citoplasma, viable, y tres corpúsculos polares pequeños y con escaso citoplasma que normalmente degeneran (el primer corpúsculo polar puede dividirse también en dos células). 8- Simultáneamente con estos cambios morfológicos durante la meiosis ocurren los cromosómicos. El ovocito primario tiene 46 cromosomas, por lo que es una célula diploide (2n). Cuando comienza el proceso de maduración, duplicaba su ADN, tiene 46 cromosomas dobles, cuando termina la primera división tiene 23 dobles y solo cuando termina la segunda división cuenta con un juego haploide de cromosomas, solo 23. De estos últimos, 22 son autosomas y uno sexual X (22 + X). Durante este proceso, los cambios morfológicos y cromosómicos ocurren de forma simultánea o sea al mismo tiempo. 9- (Es importante aclarar que no existe un ovocito maduro, ya que cuando este es fecundado es que es posible que termine la meiosis II y se está en presencia de una célula muy especial: el cigoto) 10- La ovogénesis se detiene en una etapa avanzada de la vida de la mujer, producto de la disminución de la secreción hormonal; no es un proceso continuo, el ciclo reproductor femenino se extiende desde los 47 años de vida hasta los 52. Además, va acompañado de otros cambios biológicos en la mujer. Página 13 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 14 GAMETOGÉNESIS CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DEL OVOCITO  Es redondeado.  Mide 120 micras.  Abundante citoplasma.  Presenta zona pelúcida por fuera de la membrana citoplasmática.  Corona radiada alrededor de la zona pelúcida. REGULACIÓN DE LA OVOGÉNESIS: 1. En la mujer, la capacidad reproductora es intermitente o cíclica y está regulada por los esteroides ováricos que establecen una retroalimentación negativa sobre el hipotálamo y las hormonas gonadotrópicas de la hipófisis, generando un patrón cíclico característico. 2. El ciclo ovárico y uterino corren paralelamente, comenzando en la pubertad, se interrumpen durante el embarazo y la lactancia y cesan en la menopausia. 3. La ovogénesis comienza en el ovario fetal, cuando la hipófisis funciona moderadamente, pero se reinicia en la pubertad cuando se ha alcanzado la madurez endocrina necesaria. 4. En la foliculogénesis, algunos de estos procesos ocurren sin intervención hormonal, mientras que otros están regulados por una compleja relación entre gonadotropinas, esteroides y factores ováricos locales. Página 14 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 15 GAMETOGÉNESIS 1- Las células sexuales masculinas o espermatozoides se forman también de las CGP, las cuales llegan a las gónadas igual que como fue descrito en la ovogénesis. El proceso de espermatogénesis ocurre en las gónadas masculinas o testículos. La espermatogénesis comienza en la pubertad, por la necesidad de la madurez endocrina, pero es continuo hasta la muerte del individuo. 2- Las CGP dan origen a las espermatogonias que son de dos tipos, las A y las B. 3- Las primeras continúan dividiéndose por mitosis para formar una reserva continua de células madres. Algunas de ellas dejan de ser células madres, tienen divisiones sucesivas y dan origen a generaciones de espermatogonias, aumentando la diferenciación a medida que se dividen; 4- la última división de estas células forma las espermatogonias de tipo B, que también se dividen por mitosis (fase de proliferación), y que formarán células de mayor tamaño, los espermatocitos primarios (espermatocitos I). 5- Estas últimas células duplican su ADN (fase de maduración) y comienzan la meiosis I con 46 cromosomas dobles y una profase prolongada de 22 días. 6- A continuación, termina rápidamente la meiosis I y se forman entonces los espermatocitos secundarios (espermatocitos II) que continúan el proceso con 23 cromosomas dobles. Página 15 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 16 GAMETOGÉNESIS 7- En estas células ocurre la meiosis II y como resultado se forman células haploides solo con 23 cromosomas llamadas espermátidas. El 50 % de los espermatozoides formados tendrán un cromosoma sexual X o sea (22+X) y el 50 % un cromosoma sexual Y, o sea (22+Y). 8- Desde la formación de las espermatogonias hasta la de las espermátidas, la citocinesis es incompleta y las células forman un sincitio por la comunicación entre ellas a través de puentes citoplasmáticos de un milímetro de diámetro; iones y moléculas pasan a través de esos puentes, por lo que todas las células maduran sincrónicamente. 9- Las espermátidas tienen a continuación un proceso progresivo de transformaciones morfológicas que recibe el nombre de espermiogénesis. Estos cambios son: se forma el acrosoma, que ocupa la mitad de la superficie nuclear y contiene las enzimas que ayudan a la penetración del espermatozoide en las capas que rodean al ovocito, y el núcleo se condensa (estas dos estructuras caracterizan la cabeza del espermatozoide); se forma el cuello, pieza intermedia y cola; gran parte del citoplasma es eliminado. 10- La transformación desde espermatogonias hasta espermatozoides maduros es de 64 días. Después de formados pasan a la luz de los túbulos seminíferos, desde donde son conducidos hacia el epidídimo por los elementos contráctiles que se encuentran en la pared de los túbulos seminíferos. Allí adquieren su movilidad y continúan por el sistema de conductos masculinos en la misma medida en que se forma el semen líquido que los contiene y los mantiene biológicamente viables. Página 16 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 17 GAMETOGÉNESIS Página 17 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 18 GAMETOGÉNESIS ASPECTOS OVOGÉNESIS ESPERMATOGÉNESIS LAS CÉLULAS GERMINATIVAS LAS CÉLULAS GERMINATIVAS ORIGEN PRIMORDIALES PRIMORDIALES ÓRGANO GÓNADAS FEMENINAS: GÓNADAS MASCULINAS: DONDE OVARIOS TESTÍCULOS OCURRE PROLIFERACIÓN, CRECIMIENTO PROLIFERACIÓN, CRECIMIENTO Y ETAPAS Y MADURACIÓN MADURACIÓN INICIO DEL INICIA EN LA VIDA PRENATAL, SE SE INICIA EN LA PUBERTAD Y PROCESO Y DETIENE Y SE REANUDA EN LA TERMINA CON LA MUERTE CULMINACIÓN PIBERTAD. FINALIZA EN LA MENOPAUSIA DURACIÓN LARGA YA QUE DURA VARIOS CORTA DURA ALREDEDOR DE 64 MESES DÍAS RESULTADO OVOCITO MADURO ESPERMATOZOIDE FINAL PROCESO ------------------------------- ESPERMIOGÉNESIS ADICIONAL CONTINUIDAD CÍCLICO CONTINUO DEL PROCESO # DE CÉLULAS 1 4 APTAS Es redondeado. Mide 120 micras. Alargado. Mide 60 - 80 micras CARACTERIK´s Abundante citoplasma. Presenta longitudinal. Escaso citoplasma. MORFOLOGIK D zona pelúcida por fuera de la Posee: cabeza, cuello, pieza LAS CELULA membrana citoplasmática. Corona intermedia y cola. Casquete RESULTANTES radiada alrededor de la zona acrosómico. Cabeza constituida por el pelúcida. núcleo fundamentalmente. CARACTERIK´s 23X 23X ---- (22+X) CROMOSÓMIK´s (22+ X) 23Y ---- (22+Y) D LAS CELULA RESULTANTES 1-CABEZA DEFORME, PEQUEÑA, ALTERACION OVOCITO TRINUDADO GRANDE DOBLE Y DOCSI EN LOS 2-COLA INMUNFLADA, CORTA, GAMETOS DOBLE Y ENRROLLADA Página 18 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 19 GAMETOGÉNESIS Página 19 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 20 GAMETOGÉNESIS Página 20 de 21 RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ 21 GAMETOGÉNESIS Página 21 de 21