PREUNIVERSITARIO BIOLOGÍA TEMA Nº5: MEIOSIS Y GAMETOGÉNESIS I. Meiosis • • Tipo de división celular que ocurre solamente en las células germinales. Se caracteriza por: una duplicación de ADN (período S) dos divisiones celulares consecutivas. Como resultado aparecen 4 células hijas con la mitad del número cromosómico de la especie, células haploides ( n ). Este proceso permite que los gametos sean haploides, de manera que cuando se fusionen en la fecundación originen un cigoto diploide (2n) con el número cromosómico típico de la especie. Se define como un proceso reduccional. La meiosis garantiza que las cuatro células haploides sean genéticamente diferentes entre sí y respecto de la célula progenitora, gracias a dos sucesos que ocurren durante esta división: y se divide en 5 subetapas. Los telómeros de los cromosomas permanecen asociados a la carioteca. hasta 40-45 años en la mujer. Cigonema Los cromosomas se acortan y engruesan. lo que asegura que todas. Los cromosomas migran hacia los polos. se ven como largos filamentos.a. Recombinación Génica Durante la primera profase meiótica hay intercambio de ADN entre cromosonas homólogos. Los cromosomas homólogos se reconocen por correspondencia de sus cromómeros. a. formándose entre ambos el complejo sinaptonémico. Etapas de la Meiosis La meiosis puede durar desde 24 hrs. se ha dividido en varias etapas. que asegura la recombinación de genes. La unión de ambos homólogos • • • 2 . Paquinema Los cromosomas homólogos se aparean a todo lo largo. Separación de los cromosomas al azar También llamada permutación cromosómica. Para su mejor comprensión. Leptonema Los cromosomas se presentan laxos. b. esta migración es completamente al azar. gracias al reconocimiento cromómero a cromómero. lo que se conoce como “crossing-over”. Primera División meiótica: reduccional Profase I Es la etapa más larga de la meiosis. en el hombre. con estructuras esféricas dispuestas regularmente a lo largo de todos los cromosomas que se denominan cromómeros. lo que corresponde a empaquetamientos de la fibra de cromatina. Entre la primera y la segunda división meiótica hay una corta intercinesis. y en algunos casos las dos células hijas pueden permanecer unidas. Metafase I Se forma el huso a lo largo de la célula y los bivalentes se ubican en el plano ecuatorial. El quiasma corresponde a la evidencia citológica de que ocurrió el crossing-over (proceso a nivel molecular). desaparece la carioteca. los centríolos llegan a los polos. pero permanecen unidos en los lugares donde hubo recombinación. o recombinación genética. originándose 2 células hijas con n cromosomas y contenido 2cde ADN. La figura que forman los dos cromosomas homólogos apareados se denomina bivalente o tétrada y está constituida por 4 cromátidas (2 de cada cromosoma). Profase II Es similar a la profase mitótica. II II 3 . Esta etapa es más parecida a la mitosis. A estos puntos se les llaman quiasmas. Segunda División meiótica: ecuacional Esta etapa se denomina ecuacional debido a que se reparten las dos cromátidas hermanas recombinadas en las células hijas. Desaparece la carioteca. no como en la metafase mitótica que están alineados sobre el ecuador. los centríolos migran hacia los polos y se comienza a formar el huso mitótico. manteniendo unidos a los homólogos. aparece el áster y comienza a formarse el huso meiótico. Telofase Se reconstituyen los núcleos de las células hijas. Diacinesis Los cromosomas se condensan al máximo y los quiasmas se hacen terminales. Anafase Se divide el centrómero y cada cromátida hermana migra hacia un polo opuesto de la célula. Se produce la separación de los cromosomas homólogos. conocido como entrecruzamiento o crossing-over. Durante esta etapa se produce el intercambio entre cromosomas homólogos. (interfase) sin un período S (no se duplica el ADN). b. Telofase I Se organizan los núcleos hijos. Los centríolos comienzan a migrar hacia los polos. ya que los homólogos se disponen a ambos lados del ecuador de la célula. En la mitosis se separan las cromátidas hermanas. En este caso. Las distintas combinaciones de los cromosomas homólogos en el ecuador de la célula se denominan permutación cromosómica y contribuye a generar nuevas combinaciones cromosómicas Anafase I Cada miembro del par de cromosomas homólogos migra al polo opuesto determinado por la distribución al azar de la metafase I. En esta primera división meiótica se ha reducido el número cromosómico y no el número de cadenas de ADN. los cromosomas están alineados sobre el ecuador de la célula.• • se denomina sinapsis. Metafase II Los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial y están en su máxima condensación. lo cual ocurrirá en la segunda división meiótica. La disposición de los cromosomas es diferente a la de la mitosis. Diplonema Los cromosomas están más condensados y comienzan a separarse los homólogos. Se produce citodiéresis. tal como ocurre en la mitosis. Durante la gametogénesis se distinguen 3 etapas: a. Aunque los gametos se generan por un proceso meiótico. b. en las hembras. Gametogénesis El proceso de formación de gametos en la hembra se denomina ovogénesis (formación de óvulos) y en el macho espermatogénesis (formación de espermatozoides). Si bien ambos procesos son diferentes. son las espermátidas y. II. c. 1. luego sobreviene la segunda división meiótica. Son capaces de entrar en una etapa de crecimiento que los transforma en citos primarios (espermatocito I y ovocito I). Como producto de la primera división se obtienen los citos secundarios (espermatocitos II y ovocitos II).corresponde a un estrangulamiento de la célula por su porción media en donde interviene el citoesqueleto a través de los filamentos de actina (ver mitosis. pero hay una serie de diferencias entre la espermatogénesis y ovogénesis. Ovogénesis a. Etapa de crecimiento Los gonios son células muy pequeñas y con pocas reservas nutricias. la gametogénesis es más compleja que la meiosis. originándose las células haploides que. los óvulos. tienen algunas características comunes. Etapa de proliferación Las células primordiales (que darán origen a los gametos) se ubican tempranamente durante el desarrollo en la gónada. que serán tratadas a continuación. Se originan 4 células hijas con n cromosomas cada una (haploides) y un contenido c de ADN. principalmente la presencia de meiosis. capítulo de Biología Celular). Características generales 4 . Etapa de maduración Durante esta etapa se lleva a cabo la meiosis. dando origen a numerosas células más pequeñas llamadas gonios (ovogonios y espermatogonios). En el caso de la espermatogénesis. Lo explicado en líneas anteriores se cumple en general para ambos sexos. que –recordemos. los espermátidas aún tienen que sufrir una cuarta etapa de diferenciación para convertirse en espermatozoides (espermiohistogénesis).Después sobreviene una citodiéresis. Se ha producido la reducción del material hereditario a la mitad. Estas células son diploides y durante esta etapa se dividen por sucesivas mitosis. en los machos. Tiene un número haploide de cromosomas (n ). que en los embriones humanos aparecen en la pared del saco vitelino hacia el final de la tercera semana de desarrollo. En el caso del óvulo humano casi no existe vitelo. En el ovocito II humano existe una capa llamada zona pelúcida que corresponde a un material amorfo secretado por las células de la 5 . que luego de duplicar su ADN entran en profase de la primera división meiótica. y con cada ovulación. se llama terciario o folículo de DeGraaf. En la mujer. entonces. Por fuera de la membrana plasmática se encuentra otra estructura. Esta división meiótica sólo podrá completarse en el momento de la fecundación. la etapa de proliferación ocurre antes del nacimiento. La primera división meiótica se reanuda poco antes de la ovulación. Óvulo Es una célula grande que contiene gran cantidad de reserva nutricia. De lo anterior se desprende que el gameto femenino tiene la misma edad de la mujer al momento de la ovulación. el ovocito II comienza la segunda división para quedar nuevamente detenido en la profase. la teca folicular. b. Estas células migran por movimientos ameboideos desde el saco vitelino a las gónadas en desarrollo. De aquí en adelante el número de ovocitos no aumentará más. sino que irá bajando hasta llegar a la pubertad con aproximadamente 30. el número de ovogonios se multiplica rápidamente alcanzando al quinto mes aproximadamente 7 millones. Cuando alcanza la madurez el folículo. Durante las semanas siguientes. degenerarán y se volverán atrésicos. En ese momento. Los que sobreviven formarán los ovocitos I. Algunas especies tienen óvulos rodeados de varias capas complementarias. denominada vitelo. que rodeados de las células epitelianes planas conforman el folículo primordial. La mayoría de estas células se diferencian en ovocitos primarios. por un proceso de degeneración llamado atresia folicular. Estas células descansan sobre una membrana que las separa del resto del tejido ovárico. y no tiene movilidad propia. En la maduración postnatal los ovocitos entran en un período de reposo que se extiende hasta la pubertad. experimentando varias divisiones mitóticas que dan origen a los ovogonios. la zona pelúcida. A medida que continúa el desarrollo aparecen espacios ocupados por líquido que se fusionan para formar el antro folicular y. Al iniciarse la pubertad entre 5 y 15 folículos primordiales comienzan a madurar con cada ciclo ovárico.000 a 400. posteriormente. debido a que la nutrición del embrión depende de los anexos embrionarios. En el momento de nacer.Las células germinativas masculinas y femeninas son descendientes directos de las células germinativas primordiales.000 ovocitos. De inmediato. Hacia el final del tercer mes se disponen en cúmulos rodeados de células epiteliales planas. la niña ya ha formado un stock de ovocitos I que le durará para toda la vida (200. que es la zona pelúcida. Durante la vida intrauterina se produce la maduración prenatal. que no es más que una mezcla heterogénea de lípidos y proteínas. a las cuales llegan hacia el final de la cuarta o comienzo de la quinta semana. Las células de la granulosa que rodean al ovocito permanecen íntegras y forman el cúmulo prolígero o cumulus oophorus. El citoplasma contiene gránulos de vitelo. el ovocito I termina la primera división meiótica. Al núcleo ovular se le ha llamado vesícula germinativa. con la eliminación del primer corpúsculo polar. con la consiguiente expulsión del segundo cuerpo polar. Éstos se encuentran detenidos en diploteno (profase I) debido a una sustancia inhibidora del ovocito secretada por las células foliculares. Muchos de éstos. resultando así un ovocito II (haploide) y un polocito que tienen la importante función de arrastrar material genético para asegurar la haploidía del gameto femenino. que puede tener un diámetro de 10 mm o más. El ovocito I aumenta de volumen y las células foliculares cambian su morfología para formar las células de la granulosa.000). Además las células de la granulosa y probablemente el ovocito secretan una capa glucoproteica. el folículo se llama secundario. puesto que el espermatozoide es una célula pequeña. Reducción del tamaño nuclear. sin mayor función nutricia. La etapa de crecimiento no es tan importante como en la ovogénesis. Por fuera de la zona pelúcida encontramos la corona radiada. y luego degenera. que es un conjunto de células de la granulosa que se desprenden junto con el ovocito durante la ovulación. el número de espermatogonios es. La vida del ovocito II generalmente es corta. que químicamente corresponde a una glicoproteína. Además. Estas células se dividen hasta llegar a espermatocitos I. que rápidamente experimentan la primera y segunda división meiótica.granulosa y el ovocito II. La función que cumple la zona pelúcida es evitar la poliespermia. Condensación del material genético. 2. A partir de un espermatogonio diploide. Espermiohistogénesis: Cada espermátida para poder transformarse en un espermatozoide debe experimentar los siguientes cambios: 1. El hombre llega a la pubertad con espermatogonios diploides que aún no han comenzado la meiosis. La maduración ocurre en forma diferente. Éstas deberán cumplir una etapa de diferenciación (denominada espermiohistogénesis) para transformarse finalmente en espermios. 2. se obtienen pequeñas células haploides redondeadas e iguales entre sí: las espermátidas. Espermatogénesis Se diferencia de la ovogénesis en que no empieza en la vida fetal. 6 . mucho mayor (pueden ser hasta unos 400 millones). sino en la pubertad. ya que su característica es la movilidad. la proliferación es continua y se mantiene hasta los 50-60 años. cuando empieza a disminuir. por lo tanto. En la especie humana dura alrededor de 48 hrs. Se forman las mitocondrias para darle aporte energético al espermatozoide. El otro cambio importante del espermatozoide ocurre en el aparato reproductor femenino y se denomina capacitación. En el extremo anterior existe un casquete o capuchón llamado acrosoma. como hialuronidasa y acrosina. una vez liberado a la luz del túbulo seminífero. Su estructura está formada por microtúbulos. El espermatozoide. en su trayecto hacia el óvulo.Crece un flagelo a partir de la región centriolar. deberá sufrir algunos cambios. 7 . 4. El espermatozoide es una célula pequeña. La vida promedio del espermatozoide es breve (en la especie humana. no más de 72 horas). Flagelo: Es una prolongación muy delgada que nace del segmento intermedio. El ingreso de calcio a los espermatozoides incrementa su motilidad. Con un patrón estructural 9 + 2. Formación del acrosoma a partir del aparato de Golgi (casco hecho de enzimas para atravesar las paredes del óvulo). El citoplasma se reduce. que favorecen la penetración del ovocito II. el que proviene del aparato de Golgi y está lleno de enzimas hidrolíticas. gracias a la cual se fusionan las membranas del espermatozoide con la del acrosoma formando poros a través de los cuales se liberan las enzimas proteolíticas e hidrolíticas que permiten al espermatozoide atravesar las envolturas del ovocito. 5. se retira colesterol de la membrana del espermatozoide y se redistribuyen las proteínas de la superficie. Éste es un proceso por el cual se depura factores inhibidores del líquido seminal. muy móvil y con muy poco citoplasma. La capacitación también produce la reacción acrosómica. Segmento intermedio o pieza media: Del extremo posterior de la cabeza nace una prolongación citoplasmática que contiene un centríolo y gran cantidad de mitocondrias. gracias a cambios químicos y funcionales provocados por la influencia de sustancias secretadas por el epidídimo. propio de cilios y flagelos. Éstas proveen energía para el desplazamiento del espermatozoide a través del tracto genital femenino. Se puede dividir en 3 partes: Cabeza: Está constituida por el núcleo espermático con una delgada capa de citoplasma que lo rodea. El primero ocurre en el epidídimo y se denomina maduración. 6.3. Consiste en que el flagelo adquiere movilidad.
Report "Biologia-PREU-Guía 5-Meiosis y Gametogenesis"