clase-3a-fecundacion-modo-de

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FECUNDACIÓN
Tema: 3a
Fecundación
…
Fenómeno por el cual se fusionan los gametos
f
femeninos
i
y masculinos
li
que trae
t
como
consecuencia biológica: el restablecimiento de la
diploidía.
diploidía
Fecundación
…
El proceso de fecundación presenta tres aspectos
fundamentales:
† Encuentro
y reconocimiento del espermatozoide
p
con el
óvulo.
† Activación del óvulo, dada por la formación de la
membrana de fecundación, modificación de la capa
cortical del huevo, reorganizaciones citoplasmáticas y
reactivación de intercambios respiratorios.
respiratorios
† Anfimixia o fusión de los pronúcleos (coexisten los genes
p
paternos)
)
Fecundación
…
…
Se realiza mediante diferentes mecanismos que son
particulares para cada grupo de animales.
Fecundación externa:
†
…
Generalmente se realiza en ambientes acuáticos, típico de
equinodermos, moluscos, crustáceos y gran diversidad de
peces ovíparos
í
y anfibios.
fibi
Fecundación interna:
característica de aquellos animales que filogenéticamente
han alcanzado vida terrestre.
†p
presente en algunas
g
especies
p
acuáticas como salamandras,
tiburones y peces tropicales vivíparos, entre los vertebrados
se encuentran reptiles, aves y mamíferos.
†
Fecundación externa
…
…
…
…
Dos grupos de sustancias que intervienen en distinto grado en
la aproximación de los gametos.
Fertilisina ovular (ginogamón).
Antifertilisina espermática (androgamón).
E t términos
Estos
té i
d gamón
de
ó fue
f introducido
i t d id por Hartmann
H t
en
1940 para designar las sustancias emitidas por lo gametos.
Fecundación externa
…
…
…
…
Los óvulos de erizo de mar emiten substancias
solubles en el agua que los contiene, así el agua
aovular ejerce
j
una triple
p acción sobre los g
gametos
masculinos:
Activación: los movimientos de los espermatozoides
p
son estimulados.
Atracción: el agua
g
ovular tiene un efecto
f
quimiotáctico positivo.
Aglutinación:
g
los espermatozoides
p
se agrupan
g p
en
paquetes
Fecundación externa
…
…
…
…
La responsable de la atracción y aglutinación es la
fertilisina ovular.
La composición química de la fertilisina ovular aún
es un enigma.
Sin embargo, es sin duda muy compleja y de
naturaleza glucoproteica.
La específicidad reside en la diferencia de azúcares
que la componen, tales como: galactosa, glucosa y
f
fructosa.
Cono de atracción
…
…
…
Después que el gameto femenino atrae a los
espermatozoides.
Se agitan y condensan contra el óvulo, después
penetran una mucosa transparente que envuelve al
huevo del erizo.
El huevo al contacto con un espermatozoide, la
membrana se levanta en un punto que constituye al
cono de fecundación.
B
B
C
A
A)Elevación local de l citoplasma del óvulo y de su membrana vitelina al contacto
del espermatozoide y forman el cono de atracción.
B)En muchos invertebrados se forma un filamento apical (filamento acrosómico)
que emerge de la cabeza del espermatozoide y se proyecta hacia el huevo
asegurando
d su captura.
C)El gameto masculino entra en contacto con la ganga musoca
(mucopolisacáridos) del huevo y penetra.
Membrana de fecundación
…
…
…
…
El huevo virgen se halla envuelto en una ganga de
mucopolisacáridos.
Tiende a disolverse parcialmente con el agua de
mar.
Debajo de esta ganga se encuentra la membrana
ovular o plasmolema ovular sin membrana vitelina.
Después de la fecundación aparece una membrana
bien definida que delimita y al cual se le conoce
como espacio
p
perivitelino.
p
Membrana ovular
de fecundación
Gránulos corticales que desaparecen cuando la
membrana de fecundación hace su aparición,
integrandose reforzando la membrana.
Espacio prerivitelino
La membranogénesis o membrana de
fecundación, puede observarse en
equinodermos, peces teleósteos,
anfibios (Tarea No. 4).
Tiempo aprox.
aprox de 60 seg
seg.
Función es servir de cemento
intracelular durante el desarrollo del
huevo
Desarrollo temprano de
erizo de mar.
mar (1.1)
(1 1)
huevo fertilizado, (1.2)
embrión de 2 células,
(1.3) embrión de 4
células,
él l
(1 4) embrión
(1.4)
b ió
de 8 células, (1.5)
embrión de 12 a 16
células,, ((1.6)) embrión
de 32 células. Flechas
negras indican los
surcos de la hendidura.
Escala 40 µm.
m
1.
2.
3
3.
4.
5.
Membrana de fertilización
Núcleo del cigoto
Núcleo del blastómero
Primer surco
Macrómeros
6. Mesómeros
7. Micrómeros
8. Micrómeros grandes
9. Micrómeros pequeños
Bloqueo
q
de la p
polispermia
p
…
Polispermia:
p
Término q
que hace referencia
f
a la
entrada de más de un espermatozoide en el óvulo a
fertilizar.
Bloqueo
q
de la p
polispermia
p
…
…
…
…
…
En el momento de la fecundación hay presencia de
muchos espermatozoides, sin embargo, sólo uno
penetra en el huevo y realiza la anfimixia.
De esta manera la monospermia es la regla general.
No obstante,, algunos
g
huevos ricos en vitelo,, tales como
los de insectos, presentan normalmente polispermia.
Aunque en todos los casos uno sólo de los gametos
masculinos resultará fecundante.
Los otros degenerarán en el citoplasma ovular.
Bloqueo
q
de la p
polispermia
p
…
…
…
…
La causa mas simple que determina la monospermia
es la formación de la membrana de fecundación.
Es un barrera natural que impide la entrada de
espermatozoides.
En consecuencia del bloqueo de los espermatozoides
se realiza a nivel de la zona cortical del huevo.
Las reacciones corticales se realizan en dos tiempos:
el primero denominado reacción cortical primaria y
el segundo
g
reacción secundaria.
Bloqueo
q
de la p
polispermia
p
…
…
…
Reacción cortical primaria: mostrará un cambio
físico del cortex ovular.
Reacción secundaria: será accesorio y se traducirá
morfológicamente por la formación de la membrana
de fecundación.
No obstante, dentro de esta reacción cortical la
inhibición de la polispermia se realiza en dos fases.
Inhibición de la polispermia
Cortex ovular
Rápida, de una duración entre uno a dos segundos y se produce una inhibición parcial
Lenta, de aprox. 1 min. inhibición definitiva. Morfológicamente corresponde a la capa hialina que recubre a la membrana
Evolución del espermatozoide en el
interior del óvulo
…
…
…
…
En el interior del óvulo el espermatozoide pierde su
motilidad inmediatamente después de la unión con el
huevo.
huevo
Posteriormente hay fusión de las membranas de los dos
ggametos en una membrana común,, así q
que este ffenómeno
permite que el espermatozoide penetre hacia el interior.
La fecundación no sólo es la fusión de los núcleos, sino
que también la de los citoplasmas.
¿Quién proporciona las mitocondrias al embrión?
Formación y fusión de los pronúcleos
p
…
…
…
…
Desde
D
d ell momento
t de
d la
l penetración
t ió del
d l espermatozoide
t id all
citoplasma ovular, el núcleo masculino se hidrata y se
hincha.
La membrana nuclear del espermatozoide desaparece.
El p
pronúcleo masculino se convierte en un centro
importante de síntesis de proteína y descompactación de
DNA.
El núcleo femenino evoluciona al mismo tiempo y de la
misma manera y será ligeramente mayor al núcleo
masculino.
masculino
Desaparece la
membrana nuclear de
la célula masculina
El núcleo espermático se
hincha ligeramente y
constituye en pronúcleo
masculino
Centriolo proximal del
espermatozoide se rodea de
filamentos del áster
Fusión de los núcleos
Migración del áster a cada
lado
Fecundación interna
Capacitación de los espermatozoides.
espermatozoides
Penetración del espermatozoide.
Reacción ovular y anfimixia.
anfimixia
Capacitación de los
espermatozoides
Fenómeno por el cual los espermatozoides
experimentan
p
un cambio y pasan
p
a ser fecundantes,
f
,
es decir, los gametos masculinos no serán
fecundantes hasta después de permanecer unas
horas en las vías genitales.
Capacitación de los
espermatozoides
El espermatozoide experimenta un proceso
bi
bioquímico
í i que se realiza
li en un período
í d definido
d fi id
de tiempo, en el tracto genital hasta que pueda ser
capaz de penetrar las envolturas del huevo.
huevo
Capacitación de los
espermatozoides
‰
En 1973, Austin propone que para que los
espermatozoides
p
ppuedan ppenetrar a las envolturas de
un huevo se efectúan dos procesos bioquímicos
aparentemente inducidos por sustancias diferentes.
Intervención de una sustancia química de bajo peso molecular
es la que preserva la viabilidad del espermatozoide durante su
maduración.
maduración
‰ Sustancia semejante a una proteína que actúa provocando la
reacción acrosómica.
‰
Capacitación de los
espermatozoides
…
…
1961 Thibault y Dauzier, proponen que la
capacitación
p
de los espermatozoides
p
es un pproceso
donde intervienen las secreciones del tracto genital
femenino.
Se sabe que gran parte del proceso de capacitación
se debe a un cambio bioquímico que sufre el
espermatozoide,
id en particular
i l
en la
l porción
ió del
d l
acrosoma y porción de la cabeza
Capacitación de los espermatozoides.
Penetración del espermatozoide.
f
Reacción ovular y anfimixia.
Penetración del espermatozoide
p
…
…
…
…
En el aparato genital femenino alrededor de 200 a
300 millones de espermatozoides son depositados.
Sólo de 300 a 500 espermatozoides llegan al sitio
de fecundación.
Sólo se necesita uno de ellos para la fecundación.
Se considera que los demás que sobreviven al
camino ayudan al espermatozoide fecundante a
atravesar la primera barrera que protege al
ovocito
it “Corona
“C
R di d ”
Radiada”.
Penetración del espermatozoide
p
…
Inicialmente se
ppropuso
p
qque la
enzima encargada de
hidrolizar la primera
barrera (corona
radiada) era la
hialuronidasa.
…
Sin embargo,
g en la
actualidad se
considera que la
corona radiada es
hidrolizada por una
acción combinada de
acrosina y mucosa
t b i
tubaria.
Los espermatozoides se abren
paso por la barrera de la corona
radiada
di d
Uno ó mas
espermatozoides se
introducen en la zona
pelúcida
pe
úc da
Un espermatozoo atraviesa la
membrana del oocito y pierde su
propia membrana plasmática
Esquema de las tres fases de la penetración del oocito
Penetración del espermatozoide
p
…
…
…
…
La segunda barrera que protege al gameto femenino
es la zona pelúcida.
Esta barrera es atravesada ppor el espermatozoo
p
con
ayuda de enzimas liberadas por el acrosoma.
Una vez qque el espermatozoo
p
toca la zona ppelúcida,, se
fija firmemente y atraviesa con rapidez.
La permeabilidad de la zona pelúcida se modifica
inmediatamente después de la entrada del primer
espermatozoide, esta cambio es llamado reacción de
zona.
Penetración del espermatozoide
p
…
…
La reacción de zona es desencadenado por
contacto de la cabeza del espermatozoo con la
superficie del oocito.
Por otra parte, se ha visto otros espermatozoides
encerrados en la zona pelúcida, no obstante, sólo
uno será capaz
capa de introducirse en el oocito.
oocito
Donde ocurre la fertilización en mamíferos
Donde ocurre la
fertilización en aves
Capacitación de los espermatozoides.
Penetración del espermatozoide.
Reacción ovular y anfimixia.
Reacción ovular y anfimixia
…
…
…
…
Cuando
C
d ell espermatozoide
id se pone en contacto con la
l
membrana vitelina del oocito se fusionan las dos
membranas plasmáticas.
plasmáticas
En ese momento, en el que el espermatozoide se ha
introducido al oocito,
oocito este termina su segunda división
de maduración.
Se forma el pronúcleo, el citoplasma se contrae y
torna visible un espacio previtelino entre el óvulo y la
zona pelúcida.
Fusión de los pronúcleos.
La viabilidad de los espermatozoides
p
…
…
…
…
Dentro de las características de viabilidad en
TODAS las especies es:
Liberación de un número de espermatozoides
excesivo en relación al número de óvulos.
Sí la concentración es menor, la capacidad de
fertilización es reducida drásticamente.
El número final de espermatozoides que llegan al
lugar de fertilización es bajo.
La viabilidad de los espermatozoides
p
…
…
…
…
El tiempo de vida tanto del óvulo como del
espermatozoides es limitado, por lo que el proceso
debe de ocurrir en un lapso
p de 24 horas.
Motilidad del espermatozoide.
Otro factor importante de la viabilidad del
espermatozoide es el pH.
Un medio alcalino activa al espermatozoide, pero
gasta sus reservas muy de energía muy rápido y
muere más pronto.
p
Determinación del sexo
…
El origen del sexo se establece a través de dos
eventos distintos:
Determinación génica
Diferenciación sexual
Determinación génica
g
…
…
…
Se entiende como el establecimiento del genoma
qque conduce a la expresión
p
de uno u otro sexo.
Es el resultado de la anfimixia.
Así como de la segregación y recombinación de los
cromosomas sexuales o heterocromosomas
aportados
p
por los p
p
progenitores.
g
Diferenciación sexual
…
…
…
…
Corresponde a la etapa en que el sexo, ya
preestablecido genéticamente se hace evidente.
En el humano, la diferenciación sexual se aprecia en
embriones de 15 a 16 mm de longitud (seis semanas)
Durante este tiempo las gónadas del embrión están
INDIFERENCIADAS.
Sin embargo, las células germinales y las somáticas
contienen su genoma evidentemente determinado.
…
TAREA: Investigar como se lleba a cabo la
diferenciación del sexo en reptiles
reptiles, aves
aves,
peces.
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