EL PROCESO DE LA REPRODUCCIÓN IV
ESTRUCTURA DE LOS GAMETOS
En los mamíferos, los gametos masculinos y femeninos son muy distintos tanto en su forma como en su tamaño y en su capacidad de desplazamiento.
Estructura de los espermatozoides
En general, los espermatozoides son células alargadas, en las que pueden distinguirse varias partes:
- Cabeza con el núcleo rodeado de poco citoplasma y con una estructura en su parte anterior denominada acrosoma que contiene enzimas para digerir la membrana del óvulo.
- Cuello, con dos centriolos. En esta zona se acumula gran número de mitocondrias agrupadas en espiral
- Cola, formada por un flagelo que está rodeado de una pequeña parte de citoplasma
Espermatozoides al microscopio óptico
Espermatozoide
vídeo estructura de un espermatozoide
Los espermatozoides son muy variados entre los diferentes grupos de animales:
- en mamíferos a veces poseen una pequeña gota citoplasmática en el cuello que se denomina equilibrador.
- en muchos anfibios se observa una membrana ondulante a lo largo de todo el flagelo.
- los platelmintos tienen espermatozoides biflagelados
- los de los crustáceos no tienen flagelos y se desplazan por movimientos ameboides.
Estructura de los óvulosLos óvulos suelen ser células grandes y esféricas o algo ovoidales.
En ellos se pueden distinguir varias partes:
- Citoplasma: acumula gran cantidad de sustancias de reserva denominada vitelo.En la periferia del citoplasma se encuentran los gránulos corticales, que formarán la membrana de fecundación con la llegada de un espermatozoide.
- Núcleo: de forma esférica, con uno o dos nucleolos
- Envoltura primaria: se corresponde con la membrana plasmática del óvulo
- Envoltura secundaria: formada por dos capas:
* la zona pelúcida formada por glucoproteínas, y
* la corona radiada, formada por células foliculares que rodean al óvulo
vídeo de un óvulo al microscopio
LA GAMETOGÉNESISSe denomina gametogénesis al proceso de formación de los gametos.
Se lleva a cabo en las gónadas masculinas y femeninas.
Los gametos, tanto óvulos como espermatozoides, derivan de células germinativas diploides que mediante la meiosis dan lugar a los gametos haploides.
Los individuos de la misma especie deben tener el mismo número de cromosomas (deben tener la misma cantidad de información genética).
Si no se redujera la información genética en la formación de gametos, en cada generación, las células del embrión tendrían cada vez más información genética (4n, 8n, 16n...)
(mayor número de cromosomas).
Ejemplo de lo que sucedería si no se dividiera la información genética
Por ello, es imprescindible que las células que originan los gametos se dividan de un modo especial para que estos tengan la mitad de la información genética.
Así de este modo, cuando se unan los gametos (ovulo y espermatozoide) la célula resultante tendrá la misma cantidad de información genética que los progenitores (información completa pero no duplicada).
Además de reducir a la mitad el número de cromosomas, la meiosis introduce una fuente muy importante de variabilidad genética entre la progenie.
Los descendientes son genéticamente diferentes a sus progenitores, debido a que las células reproductoras originadas por meiosis presentan combinaciones genéticas nuevas gracias a dos mecanismos vinculados a la meiosis e independientes:
- El sobrecruzamiento, que origina a recombinación genética o mezcla de genes de las cromátidas homólogas (paterna y materna) en la Profase I de la meiosis
- La segregación aleatoria de las cromátidas durante su migración hacia los polos celulares en las dos anafases meióticas (I y II).
Esto hace que la probabilidad de formar dos gametos iguales sea prácticamente nula.
Espermatogénesis
La espermatogénesis es el proceso de formación de espermatozoides
Las células diploides a partir de los cuales se originan los espermatozoides (haploides) se denominan espermatogonias.
Gametogénesis masculina (espermatogénesis)
vídeo Espermatogénesis (animación)
Importante!
No confundir espermatogénesis (proceso completo de formación de gametos masculinos)
con espermiogénesis (última fase de la espermatogénesis: diferenciación de espermátidas en espermatozoides)
Ovogénesis
La ovogénesis es el proceso de formación de los óvulos.
vídeo ovogénesis con más detalle
vídeo Ovogénesis y comparativa con Espermatogénesis
Diferencias entre la espermatogénesis y la ovogénesis
Etapas de la fecundaciónEn la hembra se produce la ovulación, la pared del folículo se rompe y el ovocito, con células de la corona radiada, sale del ovario.
Esta expulsión se realiza en la zona superior del oviducto, donde se produce la fecundación.
El macho libera los espermatozoides, bien al medio externo (en el caso de la fecundación externa) o a los conductos genitales de la hembra (en el caso de la fecundación interna).
vídeo maduración de un folículo
video maduración folículo (en castellano)
El encuentro entre los gametos (singamia) se realiza normalmente gracias a la movilidad del espermatozoide.
Espermatozoides rodeando a un óvulo (vista al ME)
En la fecundación se distinguen las siguientes etapas:
- Penetración del espermatozoide: en mamíferos, el óvulo está rodeado de la corona radiada.El paso del espermatozoide a través de la corona se realiza mediante la enzima hialuronidasa que contiene el acrosoma.
Los espermatozoides llegan a la corona pelúcida y se adhieren a su superficie.
El espermatozoide libera ahora enzimas acrosómicas (acrosina) permitiendo que el espermatozoide penetre la zona pelúcida y de esta manera entrar en contacto con la membrana plasmática del ovocito.
La permeabilidad de la zona pelúcida se modifica cuando la cabeza del espermatozoide entra en contacto con la superficie del ovocito, lo que produce la liberación de enzimas lisosómicas de los gránulos corticales.
Esto provoca una alteración en las propiedades de la zona pelúcida impidiendo la penetración de más espermatozoides.
Así, solo un espermatozoide de todos los que llegan, consigue atravesar la membrana pelúcida, poniendo en contacto las membranas plasmáticas de ambos gametos y fusionándolas.
- Activación del óvulo: en el punto de contacto con el espermatozoide con la membrana plasmática del óvulo, el citoplasma del óvulo produce un cono de fecundación que engloba paulatinamente al espermatozoide y se retrae.La fusión de los gametos inicia la activación del óvulo, que completa la meiosis.
Los gránulos corticales del óvulo provocan un cambio en su superficie formando la membrana de fecundación, que impide la entrada de nuevos espermatozoides.
El núcleo y un centriolo del espermatozoide penetran en el citoplasma del óvulo.
- Unión de núcleos o cariogamia: el núcleo espermático que recibe ahora el nombre de pronúcleo masculino, se desplaza hacia el pronúcleo femenino, que también se mueve a su encuentro, desde la zona donde ha tenido lugar la segunda división meiótica, y se produce la cariogamia.El material genético de ambos pronúcleos quedan encerrados por una membrana común, formándose el sincarion y constituyendo un cigoto (zigoto) diploide.
La fecundación origina la célula huevo o zigoto.
Los principales resultados de la fecundación son:
- Restablecimiento del número diploide de cromosomas. La mitad procedente del padre y la mitad de la madre.
En consecuencia el cigoto posee una combinación completa diferente de la de ambos progenitores.
La fecundación es el medio por el cual las dotaciones cromosómicas de ambos progenitores se reunen, restituyendo de esta forma en el cigoto el número diploide de cromosomas, que había sido reducido a la mitad durante el proceso meiótico.
- Determinación del sexo. Un espermatozoide que posea X producirá un embrión femenino (XX), y un espermatozoide Y producirá un embrión masculino (XY).
- Iniciación de la segmentación.
Mediante un complejo proceso de divisiones mitóticas, llamado desarrollo embrionario o embriogénesis, se formará el nuevo descendiente.
