Tipos de gametogénesis: espermatogénesis y ovogénesis

La gametogénesis es el proceso de formación y diferenciación de gametos haploides (espermatozoides y óvulos) de las células germinales primarias diploides, gametogonia (espermatogonia y oogonia) presentes en los órganos sexuales primarios denominados gónadas (testículos en el hombre y ovarios en la mujer, respectivamente).

La gametogénesis es de dos tipos:

I. espermatogénesis y

II. Oogenesis.

I. Espermatogénesis (Figs. 3.13 A y 3.14):

Definición:

Es la formación de gametos masculinos haploides, microscópicos y funcionales, espermatozoides de las células reproductoras diploides, espermatogonia, presente en los testículos del organismo masculino.

Período:

En los animales de reproducción estacional, los testículos se someten a un ciclo testicular en el que los testículos y su tejido espermatogénico se vuelven funcionales solo en la estación de reproducción específica. Entonces, en algunos mamíferos de cría estacional como el murciélago, la nutria y la llama, los testículos se agrandan, se vuelven funcionales y descienden al escroto en la época de cría, ya que se vuelven más pesados ​​debido a la acumulación de espermatozoides, mientras que se reducen, no funcionan y ascienden al abdomen en otras estaciones.

Pero en humanos, leones, toros, caballos, etc., los testículos se encuentran permanentemente en el escroto y la espermatogénesis ocurre durante todo el año. En el varón humano, los testículos descienden a los respectivos sacos escrotales durante el séptimo mes de desarrollo bajo la estimulación de FSH de la adenohipófisis.

Pero en algunos mamíferos, por ejemplo, elefante, equidna, delfín, ballena, foca, etc., los testículos se encuentran permanentemente en el abdomen (intraabdominal) debido principalmente a la presencia de grasa (capa grasa gruesa debajo de la piel). La espermatogénesis es un proceso continuo y se completa en aproximadamente 74 días.

Mecanismo:

La espermatogénesis se divide en dos partes:

A. Formación de espermátida:

Se divide en tres fases:

1. Fase multiplicativa o mitótica:

Implica la división mitótica rápida de células germinales primarias o primarias diploides, llamadas gonocitos, presentes en el epitelio germinal de los túbulos seminíferos de los testículos. Estas células son indiferenciadas y tienen un núcleo grande y rico en cromatina.

Esto forma un gran número de células madre de espermatozoides diploides y redondeadas llamadas espermatogonias (Gr. Sperma = semilla; desaparecida = descendencia). Cada célula espermatogonial tiene aproximadamente 12 pm de diámetro y tiene un núcleo prominente. Algunas espermatogonias actúan como células madre (llamadas espermatogonias tipo A) y continúan dividiéndose y agregando nuevas células mediante divisiones mitóticas repetidas, formando así un linaje espermatogénico, pero algunas espermatogonias se mueven hacia adentro y entran en la fase de crecimiento (llamada espermatogonía tipo B).

2. Fase de crecimiento:

Se caracteriza por espermatocitogénesis en la que un espermatogonio diploide aumenta de tamaño (aproximadamente dos veces) por la acumulación de materiales nutritivos (derivados de células germinales y no sintetizados) en el citoplasma y la replicación del ADN, y forma un espermatocito primario diploide. Los materiales nutritivos se derivan de células germinales. Durante esto, el espermatocito primario se prepara para entrar en la meiosis. La fase de crecimiento de la espermatogénesis es de una duración mucho más corta que la de la ovogénesis.

3. Maduración o fase meiótica:

Se caracteriza por la meiosis. El espermatocito primario diploide sufre meiosis-I (división reduccionista o heterotípica) y forma dos células haploides llamadas espermatocitos secundarios, cada uno con 23 cromosomas.

Le sigue inmediatamente la meiosis-II (división ecuacional o homotípica) en cada espermatocito secundario para formar dos espermátidas haploides, cada una de las cuales tiene 23 cromosomas. Entonces, cada espermatogonio diploide produce 4 espermátidas haploides. Las diferentes etapas de la espermatogénesis están interconectadas por hebras citoplásmicas hasta la espermiogénesis cuando los gametos maduros e interconectados se separan entre sí.

B. La espermiogénesis (fig. 3.15):

La transformación de un espermátido no móvil, redondeado y haploide en un espermatozoo funcional y móvil se llama espermiogénesis o espermioteliosis. El objetivo principal es aumentar la motilidad del esperma reduciendo el peso y el desarrollo de la estructura locomotora.

Implica los siguientes cambios:

1. El núcleo se condensa, se estrecha y se apunta anteriormente debido a la pérdida de materiales como los ARN, el núcleo y la mayoría de las proteínas ácidas.

2. Una parte del cuerpo de Golgi de la espermátida forma el acrosoma, mientras que la parte perdida del cuerpo de Golgi se llama reposo de Golgi.

3. Los centríolos de la espermátida forman el cuello del esperma.

4. El centríolo distal da lugar al axonema.

5. Las mitocondrias forman un anillo en espiral detrás del cuello alrededor del centríolo distal y la parte proximal del axonema. Esto se llama nebenkern.

6. La mayor parte del citoplasma se pierde, pero parte del citoplasma forma una vaina de la cola del esperma.

Las espermátidas se convierten en espermatozoides en pliegues profundos del citoplasma de las células de Sertoli (células nodrizas) que también les proporcionan nutrición. Los espermatozoides maduros se liberan en el lumen de los túbulos seminíferos, llamados espermiación. Los dos testículos de adulto joven forman aproximadamente 120 millones de espermatozoides cada día.

Cambios en la espermátida para formar esperma durante la espermiogénesis.

Estructura de la espermátida.

Cambios en el esperma.

1. Núcleo

2. Complejo de Golgi.

3. Centíolo distal

4. Las mitocondrias

5. citoplasma

Se encoge y alarga.

Cambios en el acrosoma.

Formas de filamento axial de la cola de esperma.

Forma espiral mitocondrial de la vaina llamada nebenkem.

Generalmente se pierde excepto una delgada funda llamada manchette.

Controlar:

En el hombre humano, la espermatogénesis comienza solo a la edad de la pubertad debido al aumento de la secreción de la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) del hipotálamo del cerebro. La GnRH estimula la adenohipófisis para secretar dos gonadotropinas: FSH e ICSH. El ICSH estimula las células de Testis de Leydig para secretar hormonas sexuales masculinas, llamadas andrógenos, la más importante de las cuales es la testosterona.

La testosterona estimula la espermatogénesis, especialmente la espermiogénesis. La FSH estimula las células de testículo de Sertoli para secretar ciertos factores que ayudan en el proceso de espermatogénesis. Se llama control fisiológico.

Tipos de

En el hombre y en un gran número de otros animales que tienen un mecanismo XY en el macho, hay dos tipos de espermatozoides: 50% de giospermas que tienen cromosoma X y 50'X) Androspermas que tienen cromosoma Y.

Significado:

(una) Produce espermatozoides haploides.

(segundo) El cruce puede ocurrir durante la meiosis-I, por lo que se producen variaciones.

(do) Demuestra relación evolutiva.

II. Oogenesis (Fig. 3.13 B):

Definición:

Implica la formación de gametos femeninos haploides llamados óvulos, a partir de las células madre del huevo diploide, oogonia, del ovario del organismo femenino. Se trata de 2 procesos biológicos: programación genética y envasado.

Período:

Período de ovogénesis es diferente en diferentes animales. En las mujeres humanas, hay alrededor de 1, 700 células germinales primarias en la gónada femenina no diferenciada al mes de desarrollo fetal. Estos proliferan para formar aproximadamente 600, 000 oogonias a los dos meses del período de gestación y en su quinto mes, los ovarios contienen más de 7 millones de oogonias; sin embargo, muchos sufren atresia (degeneración de las células germinales) antes del nacimiento. En el momento del nacimiento, hay 2 millones de folículos primarios, pero el 50% de estos son atréticos.

La atresia continúa y en el momento de la pubertad, cada ovario contiene solo 60, 000-80, 000 folículos primarios. La ovogénesis se completa solo después del inicio de la pubertad y solo una de cada 500 es estimulada por la FSH para madurar. Entonces la ovogénesis es un proceso discontinuo y derrochador.

Mecanismo:

Al igual que la espermatogénesis, la ovogénesis está formada por tres fases:

1. Fase multiplicativa:

En este caso, ciertas células germinales primarias (de mayor tamaño y con grandes núcleos) del epitelio germinal del ovario se someten a rápidas divisiones mitóticas para formar grupos de células madre de huevos diploides, oogonia. Cada grupo es inicialmente un acorde y se llama tubo de huevo de pfluger que más tarde forma una masa redondeada, nido de huevo (Fig. 3.13 B).

2. Fase de crecimiento:

La fase de crecimiento de la ovogénesis es de muy larga duración que la de la espermatogénesis, por ejemplo, solo tres días en Drosophila, 6-14 días en la gallina, 3 años en la rana y muchos años (12-13 años) en la hembra humana. Durante la fase de crecimiento, un oogonio de nido de huevo se transforma en ovocito primario diploide, mientras que otro oogonio del nido de huevo forma un epitelio folicular nutritivo de una sola capa a su alrededor.

La estructura así formada se llama folículo primario. Más tarde, cada folículo primario se ve rodeado por más capas de células granulosas y se convierte en folículo secundario. Pronto, el folículo secundario desarrolla una cavidad antral llena de líquido llamada antro, y se llama folículo terciario. Cambia aún más para formar el folículo de Graaf. Así que no toda la oogonia se desarrolla más.

La fase de crecimiento implica:

(a) Aumento del tamaño del ovocito (2000 veces en ranas; 43 veces en ratones; 90, 000 veces en Drosophila; 200 veces en gallinas y alrededor de 200 veces en hembras humanas) por la formación y acumulación de yema (vitelogénesis) por un mitocondrial especial Nube situada cerca del núcleo y llamada yema de núcleo.

(b) El núcleo se hincha con nucleoplasma y se llama vesícula germinal.

(c) Una membrana vitelina delgada se secreta alrededor del ovocito.

(d) Aumento del número de mitocondrias, cantidad de ER y cuerpo de Golgi.

(e) Formación de cromosomas de lampbrush en peces, anfibios, reptiles, aves, insectos, etc. para la síntesis rápida de yema.

(f) Amplificación de genes o redundancia de genes r-RNA para la síntesis rápida de r-RNA.

3. Fase de maduración:

Se caracteriza por la meiosis. En este caso, el ovocito primario completamente desarrollado y diploide sufre meiosis-I (división reduccional) para formar dos células haploides desiguales. La célula más pequeña se llama primer cuerpo polar (Polocyte) y tiene una cantidad muy pequeña de citoplasma. La célula más grande se llama ovocito secundario y tiene una gran cantidad de citoplasma rico en nutrientes. Ambos son haploides y cada uno tiene 23 cromosomas.

El ovocito secundario se somete a la meiosis-II (división ecuacional) para formar dos células haploides desiguales. La célula más pequeña se llama segundo cuerpo polar y tiene muy poco de citoplasma, mientras que la célula más grande se llama ootid. Tiene casi todo el citoplasma y se diferencia en un óvulo. Mientras tanto, el primer cuerpo polar puede dividirse en dos.

Así que en la ovogénesis, un oogonio diploide forma un óvulo haploide y dos o tres cuerpos polares, mientras que en la espermatogénesis, un espermatogonio diploide forma cuatro espermatozoides haploides. La función principal de la formación de cuerpos polares es traer haploidía, pero retener la totalidad del citoplasma en un óvulo para proporcionar alimento durante el desarrollo del cigoto para formar un embrión. El número de óvulos se reduce con la capacidad de la hembra para soportar y criarlos.

En la mayoría de los organismos, incluida la mujer, la ovulación se produce en la etapa secundaria de ovocitos en la que se ha completado la meiosis-I y se ha liberado el primer cuerpo polar. La meiosis-II se completa solo en el momento de la entrada de esperma.

Significado:

(a) Produce óvulo haploide al liberar 2 o 3 cuerpos polares haploides.

(b) La mayor parte del citoplasma se retiene en el óvulo funcional.

(c) Pueden aparecer variaciones debido a que se cruzan durante la Meiosis-I.

(d) Demuestra relación evolutiva.