TEMA7. GAMETOGENESIS

TEMA7. GAMETOGENESIS
Es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células
germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en
las células germinales se reduce de diploide (doble) a haploide (único), es
decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal.
En el caso de los humanos si el proceso tiene como fin producir
espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los
testículos. En caso contrario, si el resultado es óvulos se denomina ovogénesis
y se lleva a cabo en los ovarios.
Este proceso se realiza en dos divisiones cromosómicas y citoplasmáticas,
llamadas, primera y segunda división meiótica o simplemente Meiosis I y
Meiosis II. Ambas comprenden Profase, Prometafase, Metafase, Anafase,
Telofase y Citocinesis. Durante la meiosis I los miembros de cada par
homólogo de cromosomas se unen primero y luego se separan con el huso
mitótico y se distribuyen en diferentes polos de la célula. En la Meiosis II, las
cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen
en los núcleos de las nuevas células. Entre estas dos fases sucesivas no existe
la fase S (duplicación del ADN).
La meiosis no es un proceso perfecto, a veces los errores en la meiosis son
responsables de las principales anomalías cromosómicas. La meiosis consigue
mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie
para mantener la información genética.
Las Gónadas también llamadas órganos sexuales primarios funcionan como
glándulas mixtas en la medida que se producen hormonas y gametos. Los
órganos sexuales secundarios son aquellas estructuras que maduran en la
pubertad y que son esenciales en el cuidado y transporte de gametos, son
rasgos que se consideran de atracción sexual.
Testículos, son 2 estructuras ovaladas que se hallan suspendidas dentro del
escroto mediante cordones espermáticos, son las que producen semen y
líquido testicular; su función endocrina es liberar hormonas masculinas como la
testosterona, quienes participaran en mantener los caracteres sexuales
masculinos.
Ovarios, son 2 órganos con forma de almendra, situados en los extremos de
las trompas de Falopio, los ovarios son formados aproximadamente cuando el
feto hembra tiene 3 meses y cuando la mujer entra a la pubertad los óvulos se
van desarrollando. Su función endocrina es liberar hormonas como la
progesterona y estrógeno, las cuales intervendrán en el ciclo ovárico.
OVOGENESIS
Es el proceso de formación de los óvulos o gametos femeninos que tiene lugar
en los ovarios.
Las células germinales diploides generadas por mitosis, llamadas ovogónias,
se localizan en los folículos del ovario, crecen y tienen modificaciones, por lo
que reciben el nombre de ovocitos primarios. Éstos llevan a cabo la primera
división meiótica, dando origen una célula voluminosa u ovocito secundario que
contiene la mayor parte del citoplasma original y otra célula pequeña o primer
cuerpo polar.
Estas dos células efectúan la segunda división meiótica; del ovocito secundario
se forman otras dos células: una grande, que contiene la mayor parte del
citoplasma original, y otra pequeña o segundo cuerpo polar. Los cuerpos
polares se desintegran rápidamente, mientras que la otra célula se desarrolla
para convertirse en un óvulo maduro haploide.
Algunas investigaciones recientes han considerado que en cada ovario se
generan aproximadamente 400 mil óvulos. Se cree que todos ellos ya existen
en el ovario de la recién nacida, aun cuando permanecen inactivos desde el
nacimiento hasta la influencia de las hormonas en la pubertad.
En los seres humanos, el feto femenino empieza a formar ovogónias, pero se
detiene el proceso de meiosis en la etapa de ovocito secundario hasta que, a
partir de la pubertad y por efectos hormonales, se desprende un ovocito en
cada ciclo menstrual; la segunda división meiótica ocurre después de
efectuarse la penetración del espermatozoide.
Las gónadas o los órganos sexuales primarios, son los ovarios. Las gónadas
funcionan como glándulas mixtas en la medida en que producen hormonas y
gametos. Los órganos sexuales secundarios son aquellas estructuras que
maduran en la pubertad y que son esenciales en el cuidado y transporte de
gametos. Las características sexuales secundarias son rasgos que se
consideran de atracción sexual.
Los ovarios son dos órganos con forma de almendra, de 4 a 5 centímetros de
diámetro, situados en la parte superior de la cavidad pélvica, en una depresión
de la pared lateral del abdomen, sostenidos por varios ligamentos. En la región
externa de cada ovario hay masas diminutas de células llamadas folículos
primarios; cada uno de éstos contiene un huevo inmaduro. No menos de 20
folículos comienzan a desarrollarse al principio del ciclo ovárico de 28 días; sin
embargo, por lo general sólo un folículo alcanza su desarrollo completo y los
demás se degeneran. La principal función de los ovarios es pues la ovogénesis
es el desarrollo y desprendimiento de un óvulo o gameto femenino haploide.
Además, los ovarios elaboran varias hormonas esteroidales en diferentes
estadios del ciclo menstrual: los estrógenos y la progesterona.
Durante la vida reproductiva de una mujer, los ciclos menstruales se
interrumpen al ocurrir el embarazo.
Las actividades del ovario y del útero están reguladas por la interacción de
diversas hormonas.
En la base del cerebro se localiza la glándula pituitaria o hipófisis que produce
la hormona folículo estimulante(FSH), la cual tiene acción sobre los ovarios,
estimulando a un ovocito primario para completar la meiosis I y formar el
ovocito secundario. Al mismo tiempo, la FSH estimula a los ovarios a producir
hormonas, los estrógenos, que provocan el engrosamiento de las paredes del
útero. Estos cambios duran alrededor de diez días.
Al término de la producción de FSH, hace su aparición la hormona luteinizante
(LH), que produce la ovulación por rompimiento del folículo y liberación del
óvulo alrededor del día 14 del ciclo menstrual.
El folículo roto se convierte en el cuerpo lúteo, que por la acción de la LH y la
hormona luteotrópica (LTH) secretadas por la hipófisis produce la
progesterona, que mantiene al útero debidamente preparado para el embarazo.
La LTH también estimula la producción de leche de las glándulas mamarias
después del parto.
FASES DE LA OVOGÉNESIS
 Fase de multiplicación: Las células germinales, que se encuentran en
el ovario, se dividen por mitosis y dan lugar a las ovogonias. Esta fase
ocurre antes del nacimiento.
 Fase de crecimiento: Las ovogonias crecen debido a la acumulación de
sustancias de reserva. Se transforman así en ovocitos de primer orden,
que están alojados en una especie de vesículas rodeadas por unas
células llamadas foliculares. El conjunto del ovocito y su cubierta de
células constituye al folículo de Graaf. Los ovocitos que contienen han
comenzado la primera división meiótica, pero se encuentran detenidos
en la profase.
 Fase de maduración: Con el inicio de la pubertad, se reanuda la
gametogénesis. Varios ovocitos de primer orden comienzan a aumentar
de tamaño y terminan la primera división meiótica. Se origina, por tanto,
un ovocito de segundo orden (con 23 cromosomas formados por dos
cromátidas) y un corpúsculo polar que degenera. Para que continúe el
proceso debe producirse la fecundación. Esto hace que tenga lugar la
segunda división meiótica y se forme el óvulo, que tiene 23
cromosomas, cada uno de ellos con una cromátida.
ETAPAS DE LA OVOGENESIS
OVOGENESIS PRENATAL
En la etapa de formación embrionaria femenina, las células germinales se
reproducen por mitosis sucesivas. Al llegar a las gónadas (ovarios) las células
germinales continúan dividiéndose por mitosis donde se producen millares de
ovogonias, que son células madres del ovario con toda la dotación genética de
la especie (diploides). Las ovogonias dan origen por división mitótica a ovocitos
primarios, también diploides. Los ovocitos primarios se rodean de células
foliculares y epiteliales planas, formando el folículo primordial. Alrededor del
séptimo mes de gestación, los ovocitos primarios comienzan a dividirse por
meiosis I, pero al llegar al diploteno de la profase I, se detiene la división
meiótica. Este prolongado lapso de inactividad, llamado dictiotena, culmina
cuando se alcanza la pubertad, momento en que se reinicia el proceso de
ovogénesis por acción hormonal. Se supone que las células foliculares
segregan una sustancia que frena el proceso de maduración del ovocito
primario.
OVOGENESIS POSNATAL
Las niñas nacen con folículos primarios que encierran a todos los ovocitos
primarios en dictiotena, hasta que llega la madurez sexual. En ese momento
empiezan a madurar los folículos y los ovocitos primarios aumentan de tamaño.
Un poco antes de que la mujer ovule, concluye la meiosis I y se genera un
ovocito secundario haploide y el primer cuerpo polar. Cabe señalar que esta
división no es proporcional en cuanto a volumen, ya el cuerpo polar, que más
tarde se atrofia, es muy pequeño respecto del ovocito secundario, que obtiene
casi todo su citoplasma. En la medida que exista fecundación, el ovocito
secundario reanuda la meiosis II hasta el final, formándose un ovocito haploide
maduro y un segundo y pequeño cuerpo polar que más tarde involuciona. Si no
se produce la fecundación, el ovocito secundario es eliminado durante la
menstruación. Cerca de dos millones de ovocitos primarios se forman en los
ovarios durante la etapa embrionaria, aunque esa cantidad se reduce
aproximadamente a 400000 al nacimiento. Al llegar la pubertad, la gran
mayoría se atrofia, puesto que solo 400-500 ovocitos primarios diploides se
transformarán en ovocitos secundarios haploides a lo largo de toda la vida
reproductiva. Con la ovulación de cada ciclo sexual de 28 días, el ovocito
secundario pasa del ovario a la trompa de Falopio, madurando de a uno por
vez. Las hormonas segregadas por la hipófisis (gonadotrofinas) ejercen su
acción sobre los ovarios. La hormona folículo estimulante (FSH) estimula al
ovocito primario para que se convierta en secundario, mientras que la hormona
luteneizante (LH) provoca la ovulación.
ESTRUCTURA DEL OVULO
El óvulo es un célula de algo más de 2 cm. De diámetro. En él se pueden
distinguir tres partes: envolturas, citoplasma y núcleo.
 La envoltura: tiene como misión proteger el óvulo.
 La envoltura primaria o membrana vitelina: que rodea al citoplasma,
es la membrana plasmática del óvulo.
 La envoltura secundaria: formada por dos capas: la zona pelúcida y la
corona radiada.
 El núcleo: es pequeño en relación con el total de su volumen y
generalmente se ubica en un extremo. Esto da lugar a dos polos: el polo
animal que es el que contiene el núcleo, y el polo vegetativo.
ESPERMATOGENESIS
La espermatogénesis es el mecanismo encargado de la producción de
espermatozoides; es la gametogénesis en el hombre. Este proceso se
desarrolla en los testículos. La espermatogénesis tiene una duración
aproximada de 64 a 75 días en la especie humana
La espermatogénesis, en la especie humana, comienza cuando las células
germinales de los túbulos seminíferos de los testículos se multiplican. Se
forman unas células llamadas espermatogonias. Cuando el individuo alcanza la
madurez sexual las espermatogonias aumentan de tamaño y se transforman en
espermatocitos de primer orden. En estas células se produce la meiosis: la
meiosis I dará lugar a dos espermatocitos de segundo orden y tras la meiosis II
resultarán cuatro espermátidas (gracias a la meiosis, de una célula diploide
surgen cuatro células haploides (gametos)). La siguiente fase es la
espermiogénesis. En ella, las espermátidas se convierten en espermatozoides.
Para ello, se reduce el citoplasma, el núcleo se alarga y queda en la cabeza del
espermatozoide, las mitocondrias se colocan en el cuello y los centriolos
originan un flagelo. Al realizarse la fecundación, estos espermatozoides antes
de salir pasan por el epidídimo del testículo, donde se realiza la
espermiohistogénesis, donde obtienen la acrosoma, un estilo de casco en el
espermatozoide hecho de enzimas, y una glicolema (capa), que la protege del
pH de la vagina. Esta capa (glicolema), la pierde en la diferenciación natural,
que desaparece antes de llegar al óvulo para lograr entrar en él con la fuerza
del acrosoma. Además el espermatozoide está formado por una zona
intermedia donde se alojan numerosas mitocondrias que garantizan el aporte
energético, también están formados por un flagelo constituido por un filamento
axial rodeado por una vaina fibrosa, que permite la movilidad.
Una vez que las células germinales llegan a la cresta germinal del embrión
masculino, se incorporan a los cordones sexuales, donde se mantendrán hasta
la madurez, y perforaran a fin de formar un orificio pasante que corresponderá
a los túbulos seminíferos, y el epitelio de dichos túbulos se diferenciara en
células de Sertoli.
La formación de espermatozoides comienza alrededor del día 24 del desarrollo
embrionario en la capa endodérmica del saco vitelino. Aquí se producen unas
100 células germinales que migran hacia los esbozos de los órganos genitales.
Alrededor de la cuarta semana ya se acumulan alrededor de 4000 de estas
células, y el gen SRY determina que formen los testículos para poder producir
espermatozoides, aunque este proceso no empezará hasta la pubertad.
Acción Hormonal
Esta regulación se produce por retroalimentación negativa, desde el
hipotálamo, el que actúa en la hipófisis, y finalmente en el testículo. Las
hormonas responsables son:
 Testosterona: responsable de las características sexuales masculinas,
es secretada en el testículo por las células de Leydig o instersticiales.
Esta hormona también es secretada por la médula de la corteza
suprarrenal pero en menores cantidades en comparación al testículo,
también se secreta en las mujeres pero en mínimas cantidades.
 FSH u hormona folículo estimulante: secretada por la hipófisis, actúa
sobre las células de Sértoli o nodrizas para que éstas actúen sobre los
espermios en desarrollo.
 LH u hormona luteinizante: secretada por la hipófisis, actúa sobre las
células de Leydig o instersticiales para que secreten testosterona.
 Inhibina: secretada las células de Sértoli o nodrizas, actúa sobre la
hipófisis inhibiendo la secreción de FSH y con ello deteniendo la
espermatogenesis.
FASES DE LA ESPERMATOGENESIS

Fase de proliferación o multiplicación: las células primordiales
germinales (diploides), que se encuentran en el interior de los tubos
seminíferos de los testículos, se multiplican por mitosis originando los
espermatogonios, los cuales son células germinales se multiplican
activamente cuando el niño llega a la madurez sexual,
aproximadamente hacia los 14 años.

Fase de crecimiento: en esta etapa los espermatogonios aumentan
de tamaño y se forman en los espermatocitos i o espermatocitos
primarios (diploides).

Fase de maduración: en esta fase, cada espermatocito primario de
origen a dos espermatocitos ii o espermatocitos secundarios
(haploides) en la primera división meiotica produciéndose finalmente
un total de 4 espermatidas. En el hombre las células diploides de 46
cromosomas produce células sexuales con 23 cromosomas.

Fase de diferenciación: los espermatidas se transforman en
espermatozoides mediante la diferenciación celular.
ESTRUCTURA DEL ESPERMATOZOIDE.
El espermatozoide mide de 50 a 60 micras y se divide en:
 La cabeza: es la zona superior y más ancha de la célula. En su interior
se encuentran el núcleo y el acrosoma. El núcleo contiene HDN y está
en el centro, delante de él está el cromosoma que es rico en enzimas
que ayudan a penetrar el óvulo.
 La pieza intermedia: es el segmento de unión de la cabeza con la cola.
La zona de unión de la cabeza, el cuello, tiene un centríolo del que
parte el filamento axial que llega hasta el final de la cola. Alrededor de
este filamento axial hay mitocondrias que suministran energía para el
desplazamiento del espermatozoide.
DIFERENCIAS ENTRE ESPERMATOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS
Espermatogénesis

Se realiza en los testículos

Ocurre a partir de la espermatogonia

Cada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoides

En la meiosis el material se divide equitativamente

Los espermatozoides se producen durante toda su vida

De un espermatocito I, se forman 4 espermios funcionales.
Ovogénesis

Se realiza en los ovarios

Ocurre a partir de la ovogonia

Cada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser
fecundado pasará a llamarse óvulo y a 2 cuerpos polares I y a un cuerpo
polar II (sólo en caso de fecundación).

En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula
hija (ovocito II) con casi todo el citoplasma

La mujer nace con un
aproximadamente 400.000

De un ovocito I, se forma un óvulo funcional.
número
determinado
de
SEMEJANZAS ENTRE ESPERMATOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS

Ambos son sub-procesos de la gametogénesis

Los 2 producen gametos

En ambos se produce la meiosis

Los 2 son procesos de la reproducción sexual en mamíferos

Ambos procesos se producen dentro de las gónadas

Los 2 inician sus fases a partir de la meiosis
Folículos,
COMPARACIÓN ENTRE ÓVULOS Y ESPERMATOZOIDES
Ovocito II

Más grande que el espermatozoide

Tiene vitelo (reserva nutritiva)

No tiene movimiento

Sirve sólo 1 de cada célula germinal

Se produce en el ovario
Espermatozoide

Pequeño en comparación al ovocito II

No tiene reservas nutritivas

Se mueve por medio de su flagelo

Sirven 4 de cada célula germinal

Se produce en el testículo