TEMA 1 GAMETOGNESIS- Significado biolgico - Formacin de los
gametos - Determinacin del sexo de los gametos - Ovognesis -
EspermatognesisLa gametognesis es el proceso de formacin de los
gametos: clulas haploides capaces de fusionarse y formar el cigoto,
clula origen de todas las del individuo adulto.
1. Significado biolgicoEn el adulto se diferencian dos tipos de
clulas: somticas y germinales. Las clulas germinales se originan
pronto en el desarrollo embrionario, y reciben el nombre de clulas
germinales primordiales (PGC). Formarn gametos maduros, que se
caracterizan por: 1. Ser haploides: tienen la mitad de DNA que las
clulas somticas 2. Variabilidad gentica Se localizan en las gnadas
(ovario o testculo).
La maduracin de las clulas germinales se caracteriza por un
impresionante grado de reestructuracin celular. Estos sucesos estn
finamente regulados, pero son susceptibles de padecer algn tipo de
error. Puesto que la transmisin gentica estable a futuras
generaciones es esencial para la vida, estos procesos tienen
implicaciones de gran alcance para la reproduccin y la salud
humana.
2. Formacin de los gametosLas clulas germinales primordiales
aparecen en fase temprana del desarrollo embrionario (final de la 3
semana) en el mesnquima extraembrionario que rodea al alantoides. A
partir de ah, emigran hacia las crestas genitales (futuras gnadas),
donde siguen proliferando durante un tiempo por mitosis. Durante
esa migracin varias protenas extracelulares (quimiocinas)
producidas por clulas adyacentes las sealan para sobrevivir,
proliferar y seguir desplazndose. En un primer momento, no hay
diferencia morfolgica entre la cresta genital masculina y femenina.
La accin del gen Sry situado en el cromosoma Y determina la
diferenciacin masculina para formar gnadas masculinas, a
estructuras que van a dar lugar despus a testculos. Tienen el mismo
aspecto aunque genticamente no son las mismas.
Cuando se diferencian las gnadas, las PGC se llaman ovogonias o
espermatogonias. Junto con la modificacin del tejido, hay una
diferenciacin de las clulas, que darn lugar a las distintas clulas
de una gnada madura. Las ovogonias y espermatogonias son diploides
(46 cromosomas).
3. Determinacin del sexo de los gametosEl espermatozoide que
fecunda al ovocito determina el sexo del cigoto resultante. Los
individuos que tienen un cromosoma Y se desarrollan como machos,
independientemente del nmero de cromosomas X que tengan. Los
individuos que no tienen cromosoma Y se desarrollan como hembras,
aunque tengan un solo cromosoma X. El sexo gentico de las clulas
somticas de las crestas genitales determina el tipo de gnada que se
va a diferenciar: testculo u ovario. El gen responsable de la
masculinizacin es Sry, que ocupa un locus en el cromosoma Y. En
ratones XX que se les introduce el gen SRY morfolgicamente tienen
sexo gentico masculino, aunque es infrtil. Este gen se expresa solo
en un tipo de clulas del testculo, las clulas de Sertoli,
inductoras directas de la diferenciacin de los espermatozoides. Se
han identificado otros genes, por ejemplo, el Sox9, que cooperan
con Sry (como consecuencia de su expresin se expresan otros genes).
Los gametos resultantes pueden tener una forma semejante
(isogamia), pero ms frecuentemente presentan formas muy distintas
(anisogamia). Como se observa en el esquema, en la cresta genital
en desarrollo hay clulas somticas y clulas germinales primordiales.
En el hombre, darn lugar a testculos, donde las clulas germinales
primordiales formarn espermatozoides, unas de las clulas somticas
formarn clulas de Sertoli (con el gen Sry en expresin) y otras
clulas de Leydig (implicadas en la formacin de testosterona). En la
hembra, la cresta genital dar lugar al ovario, donde la clula
germinal formar vulos, y las somticas o bien clulas foliculares o
de la teca (implicadas en la formacin de estrgenos).
4. OvognesisLa ovognesis es la formacin de vulos. Caractersticas
generales del ovocito Los vulos se caracterizan por ser clulas muy
grandes. Tienen forma esfrica u ovoide, variable dependiendo de las
especies. En la especie humana miden unas 100 micras. Tienen gran
cantidad de reservas nutritivas en forma de vitelo. En el caso de
los mamferos son capas discretas que suponen un 5% del volumen
total. Pobre en orgnulos, prximos al ncleo formando una media luna.
Una de las caractersticas son las cubiertas especiales del ovocito.
Suele tener gran cantidad de actina cerca de la membrana plasmtica,
llamada crtex ovular. En esa superficie tambin hay gran cantidad de
grnulos corticales, vesculas que contienen mucopolisacridos. Por
fuera de la membrana plasmtica, hay una zona de intercambio llamada
zona pelcida. Es una zona de intercambio, llena de protenas
llamadas ZP. Estas cubiertas tienen la funcin de proporcionar
proteccin mecnica y el reconocimiento especfico de los
espermatozoides.
Multiplicacin y crecimiento Las ovogonias entran en la fase de
multiplicacin por medio de divisiones mitticas. En la especie
humana, esta fase se extiende hasta el 4 mes aproximadamente. La
mayor parte del crecimiento de los ovocitos se produce despus de la
duplicacin del DNA, durante la parada en diplotene de la profase I,
cuando el conjunto de cromosomas diploides se ha duplicado (30
micras 140 micras). De esta forma tienen el doble de DNA que una
clula somtica. Esta situacin dura hasta que es estimulado para
madurar y terminar la meiosis. Para facilitar el crecimiento, los
ovocitos tienen un mayor nmero de copias de rRNA que las clulas
somticas. Las clulas foliculares contribuyen a la nutricin de los
ovocitos en crecimiento. Estn conectadas entre s y con el ovocito
mediante uniones tipo gap que permiten el intercambio de molculas
pequeas.
Maduracin Este periodo comprende el paso del ovocito desde la
meiosis I hasta que se detiene en metafase II, y si hay fecundacin
termina del todo la meiosis. Entre el 4 y el 7 mes embrionario, las
ovogonias (despus de haber llegado las clulas germinales
primordiales a las crestas) aumentan de tamao y se convierten en
ovocitos de tipo I (primarios) que inician la primera divisin
meitica. Miles de estas clulas van formando ovocitos de primer
orden e inician la meiosis, parndose en diplotene indefinidamente,
en principio hasta la pubertad. Despus avanzarn en la meiosis. A
partir del 4 mes se produce el crossing over. A partir del 7 mes
empiezan a degenerar algunas ovogonias de tal manera que quedarn
unas 500.000 en el momento del nacimiento y muchas menos en el
momento premenstrual. Los ovocitos estn rodeados por las llamadas
clulas foliculares, dispuestas como una capa epitelial, y estn
detenidos en diplotene de la primera profase meitica hasta el
inicio de la pubertad. A partir de la pubertad y hasta la
menopausia, maduran peridicamente unos 10 o 12 ovocitos cada mes
aproximadamente, uno de los cuales predomina sobre los dems.
En diplotene algunos ovocitos primarios se pierden. Llegada la
edad frtil, a partir de los 10 u 11 aos grupos de ovocitos avanzan.
Llegan a mitad del ciclo, y en ese momento soltar un (dos
raramente) ovocito, que se parar en la 2 divisin meitica, en
metafase. El ovocito parado en metafase se soltar, y estar rodeado
por algunas clulas foliculares. Es el momento de la ovulacin. Se
obtiene un ovocito de segundo orden, que recibe casi todo el
citoplasma y la clula que lo acompaa al lado de su membrana es el
primer corpsculo polar. Es expulsado del ovario, y captado por el
tercio externo de las trompas. Si en el camino, se encuentra
espermatozoides, avanzar en la meiosis; si no, no avanza y se queda
en metafase, y es expulsado o reabsorbido. Si hay fecundacin, se
suelta el segundo corpsculo polar. En ese momento, la clula ya
tiene un producto masculino y uno femenino.
Folculos ovricos El ovocito primario est rodeado por clulas
foliculares, formando el llamado folculo primordial (25 micras),
que se va a mantener hasta el momento de inicio del primer ciclo
menstrual. Algunos folculos en desarrollo crecen en tamao y
aumentan en capas, y por fuera se encuentran las clulas de la teca.
Folculo primario (40 micras), folculo secundario (60-80 micras), y
terciario (180 micras).
Despus, en el folculo se cava el antro folicular, lleno de
lquido folicular. Se trata del folculo antral.
Llega un momento que el folculo es grande, y el lquido folicular
desplaza a las clulas formando una montaita llamada cmulo. Llega a
un momento a mitad del ciclo en el que el ovocito se encuentra muy
en la superficie del ovario, y entonces se abre un camino y
desprende el ovocito, la zona pelcida y algunas clulas foliculares.
El resto queda en el ovario. La corona radiata son las clulas
foliculares que acompaan al ovocito.
Llegarn a las trompas, y el espermatozoide si llega tendr que
atravesar la corona radiata. El folculo se llamar de Graf o folculo
maduro (10-12 mm).
Las clulas foliculares estn asociadas por uniones gap formadas
por conexina 43 (Cx43). Tambin forman uniones tipo gap con el
ovocito mediante la conexina 37 (Cx37). Mutaciones en Cx37 bloquean
el desarrollo de la capa granulosa y del ovocito y causan
esterilidad.
Control hormonal del ciclo menstrual