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GAMETOGÉNESIS
- Espermatogénesis
- Ovogénesis
TEMA 2
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GAMETOGÉNESIS
Reproducción sexual
OVOCITO
ESPERMATOZOIDE
GAMETOS
“n” cromosomas(dotación haploide)
- Compacto y flagelado
- Movilidad elevada
- Sin reservas - Cromosomas X o Y
- Grande y esférico
- Inmóvil
- Reservas elevadas (vitelo) - Cromosoma X
1.
CITODIFERENCIACIÓN
2. MEIOSIS
Procesos implicados:
1. Multiplicación3. Crecimiento
5. Maduración (y Transformación en espermiogénesis) 4. Liberación
ETAPAS:
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Estructura del espermatozoide maduro
1.
Cabeza (núcleo y acrosoma)
3. Cuello (placa basal, centriolo proximal y origen del flagelo) 5.
Pieza intermedia (filamento axial y vaina mitocondrial)
4.
Cola (porción principal y pieza terminal)
GFP en acrosoma
ratón
toro
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Formas normales
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ESPERMATOGÉNESIS
Proceso de formación de los espermatozoides en el testículo
Tubos seminíferos: unidad estructural del testículo
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Tubo seminífero
Estructura tubular con 2 componentes:
Somático
-Tej. Intersticial (c. de Leydig) -Cápsula (m. basal + c. Mioides) -Células de Sertoli -Luz del tubo
Germinal
-Células GerminalesPrimordiales (CGPs)
-Espermatogonias
-Espermatozoides
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Formación secuencial de los espermatozoides
Periferia (basal)
Luz del tubo
Espermatogonias
Espermatocitos
Espermátidas
Espermatozoides
Núcleo
de c.
Sertoli
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1. Fase de Multiplicación
Espermatogonias
Compartimento
proliferativo
(Divisióncontinua)
- Mitosis
- Pubertad- Célula madre: “A0”
- Puentes citoplasmáticos
- Divisiones coordinadas
- Disminución de talla
- Tipo “B” -> diferenciación
Ciclo del epitelio seminal
- Areas de proliferación activa
- Areas sin proliferación
- Dependiente de SCF / c-kit - Regulación?: ciclo celular
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2. Fase de Crecimiento (Inicio de la meiosis)
Espermatogonia B Espermatocito I
Inicio
MEIOSIS
Espermatogonia B Espermatocito I
Sintesis DNA
Leptoteno Zigoteno Diploteno Paquiteno
- Ultima fase S -> DNA
- 2n cromosomas
- 4c DNA- Entrecruzamiento
- Aumento de tamaño
- Regulación: ciclo celular
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3. Fase de Maduración (se completa la meiosis)
Espermatocito I
2n/4c
Separación de X / Yen la 1ª division
2 espermatocitos II(1X/1 Y)
Haploides (n) / 2 cromátidas (2c)
Espermatocitos II
n/2c
1ª división
MEIOSIS
2ª división
MEIOSIS
Espermátidas
n/c
4 espermátidas (2X /2Y) Haploides (n) 1 única cromátida (c) (Lacértidos y aves -> machos ZZ / hembras ZW )
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4. Fase de Transformación
Espermátidas
Espermatozoides
Espermiogénesis
Modificaciones: - Núcleo (DNA-RNA)
- Aparato Golgi (acrosoma) - Centriolos
- Cuerpo cromatoide
- Mitocondrias
- Perdida de citoplasma
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5. Fase de Liberación
- Espermátida en la porción apical de la célula de Sertoli
- Se desprende del citoplasma -> “cuerpo residual”
- Liberación en la luz del tubo
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Formas anómalas
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Ciclo espermatogénico
- Ratón: 35 dias
- Toro: 45 dias
- Hombre: 70 dias
Multiplicación : 25%
Crecimiento: 5 %
Maduración: 35%
Transformación: 35%
Diferentes partes de los tubos en
distintos estadios de espermatogénesis
ESPERMATOGÉNESIS CONTINUA
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Características del eyaculado
Eliminación por la uretra del esperma o semen:
1. Espermatozoides
2. Plasma seminal (secreción glandular): - Glándulas vesiculosas
- Próstata
- Glándulas bulbouretrales
Caballo
80 ml
200.000 / ml
Toro
7 ml
1.500.000 / ml
Morueco
1 ml
2.500.000 / ml
Verraco
200 ml
250.000 / ml
Perro
4 ml
3.000.000 / ml
Conejo 1 ml 700.000 / ml
Gallo 1 ml 3.500.000 / ml
VOLUMEN [ESPERM.]
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Control hormonal de la espermatogénesis
Hipófisis
FSH
LH
Cel.
Leydig
Andrógenos
(testosterona)
Caracteres sexuales
secundarios
Cel. Sertoli
Transformación
Multiplicación
Maduración
Liberación
PFA
Inhibina
Hipotálamo
GRH
Barrera hematotesticular
- Celulas mioides
- Celulas de Sertoli
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OVOGÉNESIS
Formación de los ovocitos en el ovario
Proceso largo: se inicia en el periodo fetal.
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Ovario
Estructura folicular con 2 componentes:
Somático
- Teca externa (fibrosa) (6) - Teca interna (vascular) (5)
- Memb. basal
- Células foliculares - granulosa (2, 3, 4)
- cumulus oophorus (1)
- Antro folicular
Folículo maduro
(de Graaf)
Germinal
- Células GerminalesPrimordiales (CGPs)
- Ovogonias
- Ovocitos primarios
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1. Fase de Multiplicación
(Prenatal)
Células Germinales Primordiales (CGPs) Emigración
Colonización gonadal
Ovogonias
Ovogonias Compartimento
proliferativo
- Mitosis -> 2n (XX) (Lacértidos y aves -> hembras ZW / machos ZZ)
- Durante el desarrollo prenatal (¿también posnatal?)
- Finaliza al comienzo del último tercio de la gestación
- Apoptosis elevada
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2. Fase de Crecimiento
Ovogonia
Ovocito I
(primario)
Inicio
MEIOSIS
Ovogonia Ovocito I
Sintesis DNA Leptoteno Zigoteno Paquiteno
- Ultima fase S -> DNA
- 2n cromosomas
- 4c DNA
- Entrecruzamiento
- Antes del nacimiento
- Apoptosis elevada
- Periodo de predeutoplasmogénesis
(Prenatal)
Bloqueo
Profase I
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2. Fase de Crecimiento
- Periodo de crecimiento lento (Prenatal -> inicio de ciclo sexual)
- Se forman folículos primordiales (c. foliculares + ovocito I)
- Bloqueado en estadio de diploteno de la profase I (dictioteno)
- Núcleo del ovocito visible (vesícula germinal) - Intensa producción de ARNs y proteínas (Zona Pelúcida)
- Apoptosis perinatal muy elevada (atresia folicular)
Diploteno
Ovocito I
Folículo Primordial
Folículo Primario
Folículo Secundario
C. Foliculares
Ovocitoplasma
Vesícula
Germinal
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Evolución de la foliculogénesis en especies domésticas
Ovogonias 57
43
28
-
33
-
Inicio meiosis 82
55
45
73
Nac.
45
Fol. primordial
90
66
64
140
21pp
11pp
Final ovogonias 160 82 100 - 17pp 8pp
Fol. primario 140 95 - - - -
Fol. secundario
210
103
-
-
2ºmes
-
Fol. terciario 230 Nac. - Nac. 6ºmes -
Especie
Gestación (dias)
VACA OVEJA CERDA YEGUA PERRA GATA
280 150 115
336
62
63
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Evolución del Nºde células germinales en hembras de mamífero
VACUNO SUIDOS CANIDOS HUMANO
Periodo fetal
Nacimiento
1er ciclo
Adulto
2.500.000
50.000-2.500.000
75.000 (3meses)
2.500 (10años)
500.000
50.000 (10 dias)
(300.000)
700.000
350.000
13.000(7años)
ATRESIA FOLICULAR
(200.000)
25.000-1.500.000
(150.000)
Menopausia
(< 1000)
10% a los 30 años
- 450 ovulados a lo largo del periodo reproductor
W. Hamish B. Wallace, Thomas W. Kelsey (2010)
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2. Fase de Crecimiento
- Periodo de crecimiento rápido (1ª mitad de cada ciclo sexual)
- Acumulación de sustancias de reserva en el ovocito (vitelo).
- Permanece en estadio de dictioteno y vesícula germinal visible
- Evolución folicular a folículo terciario (cavitario)
Folículo secundario
Folículo cavitario
Folículo maduro
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OVULACIÓN
- Ruptura del folículo (proteasas)
- epitelio ovárico +
- teca externa- teca interna
-> hemorragia
-> Cuerpo rojo(corpus rubrum)
- Proliferación- granulosa- teca interna
-> Cuerpo lúteo (progesterona)
-> Cuerpo blanco
(corpus albicans)
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Ovocito I Ovocito II Bloqueo
MetafaseII
3. Fase de Maduración
-Ruptura vesícula germinal
-Reanuda 1ª división meiótica
-División desigual
-Emisión del primer corpúsculo polar
-Inicia 2ª división -> bloqueo en Metafase II
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3. Fase de Maduración
1ª división
MEIOSIS
Ovocito I
2n / 4c
corpúsculo polar
n / 2c
Ovocito II
(secundario)
1ercorpúsculo
polar
Ovocito I Ovocito II
2ª división
MEIOSIS
Bloqueo
MetafaseII
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Otros estados del ovocito en la fecundación
En algunos carnívoros se ovulan ovocitos primarios en profase I
Toda la maduración se produce como consecuencia de la fecundación
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Fases de la ovogénesis (resúmen)
Células germinales (2n/2c)
Ovogonias (2n/2c)
Ovocito I
Ovocito II (n/2c)
1er C. Polar
2o C. Polar
Multiplicación
(2n/4c)
(n/2c)
(n/c) (n/c) (n/c)
Crecimiento lento
Maduración (Ovulación)
Crecimiento rápido
Prenatal
Adulto (en cada ciclo) Zigoto
Fecundación
P r o f a s
e I
M
I I
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TIPOS DE OVOCITOS EN VERTEBRADOS
Aves
Mesolecíticos
Macrolecíticos
Alecíticos
Anfibios y peces
Mamíferos
En función de:
- la cantidad
de vitelo
- el ambiente
en el que se
produce el
desarrollo
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Infundíbulo
(fec. + MV)
15’
Magnum
(albúmen) 3h 15’
Utero
(cáscara) 20h
Istmo
(testáceas) 1h 30’
Vesícula
germinal
H l íti d l
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Oolema
Vitelina int.
Vitelina ext.
Albúmen
Albumen claro
Albumen denso
Latebra
Chalazas
Cámara de aire
Huevo macrolecítico de las aves
Ovocito
Disco germinal
Testácea
Poro
Cutícula