Teórica Reproducción

Reproducción
 Estrategias reproductivas
 Órganos reproductores
 Formación de las gametas
 Fecundación
 Implicancias evolutivas de la reproducción
Estrategias reproductivas
• Asexual
• Sexual
– Sin gametas
– Con gametas
- 1 progenitor
- 1 o 2 progenitores
- mitosis
- meiosis
- clones
- Individuo genéticamente único
Reproducción asexual
Tipos
• Fisión
• Fragmentación
• Gemación
• Gemulación
Reproducción Asexual: Fisión
Binaria
Fisión
Múltiple
En bacterias y protistas
Reproducción Asexual: Fisión Binaria
Progenitor
Mitosis
Hijo
Hijo
Reproducción Asexual: Fisión Múltiple
Merozoitos
Núcleo
Esquizonte
Mitosis múltiple
Citocinesis
Ej. Plasmodium sp.
Reproducción asexual: Fragmentación
Cada fragmento
Individuo completo
(c/órganos parentales)
Ej. Cnidaria
Ej. Platyhelminthes
Ej. Asteroidea
Ej. Polychaeta
Reproducción Asexual: Gemación
• Yemas
(s/órganos parentales)
Yema
Adulto
Ej. Hydra sp. (Cnidaria)
Reproducción asexual: Gemulación
Individuo a partir de una gémula (independiente del cuerpo del progenitor)
Agregado de células rodeado de una cubierta resistente
Estructura de resistencia al congelamiento y la desecación
Ej. Drulia sp. (Porifera)
Reproducción asexual: Características
• Rapidez (Ej. Bacterias, cada 30 min)
• Poco gasto energético (sin gametas, sin pareja)
Ocurre en:
Bacterias, eucariontes unicelulares,
invertebrados (cnidarios, anélidos, equinodermos, hemicordados)
Vertebrados
Reproducción sexual
–Con gametas
–Meiosis
–Recombinación génica
Bisexual o
biparental
Reproducción
sexual
Hermafroditismo
Partenogénesis
Reproducción sexual: bisexual o biparental
Progenitores genéticamente diferentes
• Dioicos (sexos
separados)
Hembra
– produce óvulos
Macho
– produce
espermatozoides
• Gametas (n)
producidas por meiosis
(recombinación génica)
• Fecundación
Cigoto (2n)
Genérticamente
único
Reproducción sexual: Hermafroditismo
Monoicos: mismo individuo con ambos sexos
• Fecundación cruzada!
• Autofecundación
Hermafroditismo Simultáneo
Hermafroditismo Secuencial
(Cambio de sexo)
Invertebrados: Ej. Platyhelminthes, Cnidaria, Annelida, etc.
Vertebrados: Ej. algunos peces, anfibios
Reproducción sexual: Partenogénesis
Desarrollo a partir de un óvulo sin fecundar
- Activación del óvulo por espermatozoide pero sin singamia
(Ej. algunos peces, salamandras )
-Sin intervención de gameta masculina (Ej. platelmintos, anélidos,
ácaros, insectos, salamandras)
Reproducción sexual: Partenogénesis
Determinación del sexo en abejas
Reina (2N)
Zángano (N)
Obrera (2N)
Óvulo (N)
Óvulo
fecundado
Óvulo sin
fecundar
Reproducción sexual:
Órganos reproductores
Órganos reproductores
Órganos sexuales
primarios
Gónadas (Ovarios y testículos)
Gametas
Células
germinales
Óvulos y
espermatozoides
Hormonas
sexuales
Órganos sexuales • transferencia - recepción
accesorios:
• almacenamiento y liberación de gametas
• sostén y protección del embrión
• Nutrición del embrión
Sistemas reproductores masculino y femenino generalizados
Gónadas
Órganos accesorios
Aparato Reproductor masculino
Vejiga
ureter
Vesícula
seminal
Hueso
púbico
Recto
Conducto
eyaculador
Tejido eréctil
Próstata
uretra
Glándula
bulbouretral
Pene
Gonoporo
Conducto
deferente
Escroto
Testículo
Epidídimo
Ej: Humano
Aparato Reproductor masculino
Testículo
Glándulas
accesorias
C. deferente
Vesícula
seminal
C. eferente
Gonoporo
Ej: Insecto
Ducto
eyaculador
Gametogénesis
Espermatogénesis
Oogénesis
Formación de gametas masculinas: Espermatogénesis
Epidídimo
Testículo
Conductos
eferentes
Túbulos
seminíferos
Tabiques
Conducto
deferente
Corte transversal de un
túbulo seminífero
Células de Leydig ( )
Túbulo seminífero
Célula de Sertoli
Espermatogénesis
Espermatogonia
(diploide)
Espermatocito 1rio
(diploide)
Espermatocito 2rio
(haploide)
LUZ
del
túbulo
Espermátidas
(haploides)
Crossing over
Separación de
homólogos
Separación de
cromátidas
hermanas
Espermiogénesis
Espermatozoides
Espermiogénesis • Remoción de parte del
Espermátida
Espermatozoide
citoplasma
• Condensación de los cromosomas
• Desarrollo del acrosoma
• Localización de mitocondrias
•Formación del Flagelo
• Espermiación (liberación a la luz)
cabeza
cuello
cola
Morfología gral.
del espermatozoide
Formación y recorrido de los espermatozoides
Túbulos
seminíferos
Epidídimo
Conductos
eferentes
Testículo
Conductos
Túbulos
eferentes
seminíferos
Epidídimo
Tabiques
Conducto
deferente
Conducto
deferente
Conducto
eyaculador
Vesícula
seminal
`Gonoporo
Producción y maduración (humanos)
Epidídimo: Maduración final y almacenamiento
Producción contínua: comienza en la pubertad.
(cientos de millones/día).
Aparato Reproductor femenino
Ovarios
Oviductos
Receptáculo
seminal
Glándula
accesoria
vagina
Ej. Insecto
Aparato Reproductor femenino
Oviducto o
Trompa de Falopio
Ovario
Útero
Vejiga
Cuello del
útero o
cervix
Hueso
púbico
Uretra
Recto
Clítoris
Labio menor
Labio mayor
Vagina
Ano
Ej. humano
Oogénesis
Folículos
primarios
Folículo en
desarrollo
Oogonia
(diploide)
Oocito
primario
(diploide)
Oocito
secundario
(haploide)
Primer cuerpo polar
Folículo maduro
con oocito 2rio
Ruptura del folículo
Cuerpo lúteo
Óvulo
(haploide)
Segundo
cuerpo
polar
Fecundación
Maduración del óvulo
Folículos
primarios (2n)
Corteza
Folículos en
crecimiento
con oocito I
(2n)
Epitelio
ovárico o
“germinal”
Médula
ovárica
Vasos de
la médula
50 X
Corte longitudinal
de un ovario de mamífero
Folículo en crecimiento
Células foliculares en
crecimiento
Casi maduro
m. plasmática
o de De Graaf
Citoplasma
Núcleo de
oocito
Líquido
folicular
Maduración del óvulo
Oocito 1rio detenido en Profase I de la 1ra. división meiótica
(Mayoría de Vertebrados; muchos invertebrados).
 se completa con la ovulación (Aves y mayoría de mamíferos).
 se completa durante el apareamiento, poco antes de la
fecundación (algunos peces, anfibios y reptiles y muchos
invertebrados).
En humanos
Nacimiento: Oocito 1rio detenido en Profase I.
Pubertad: Oocito 2rio detenido en Metafase II se libera (ovulación)
y continúa la división si es fertilizado.
Fecundación: Implicancias
Singamia = unión de gametas
• Recombinación de genes maternos y paternos
• Reestablecimiento de la diploidia
• Marca el inicio del desarrollo
(activación de la cigota)
Modelo clásico para estudios de desarrollo: Erizo de Mar
Otros modelos: ratón, hámster y conejo
Extracción de gametas
Contacto y reconocimiento de las gametas
Atracción
Factor quimiotáctico específico liberado por el óvulo
¿Cómo ingresa el espermatozoide?
¿Cómo se evita la polispermia?
Óvulo de erizo de mar
3) Membrana
plasmática
Núcleo
1) Capa gelatinosa
Espermatozoide
Grano de
vitelo
2) Envuelta
vitelina
Gránulo cortical
Sistema complejo preparado para nutrir al embrión y dirigir su
desarrollo (reservas de vitelo, RNAm, ribosomas, RNAt)
Contacto de gametas en erizo de mar y bloqueo de la
polispermia
Núcleo del
espermatozoide
Saliente acrosomal
Proteínas de
reconocimiento
Capa
gelatinosa
Otro espermatozoide
Cono de
fecundación
Envuelta vitelina
M. plasmática
Corteza
del óvulo
Gránulo cortical
Fusión de las
membranas del
óvulo y del
espermatozoide
Proteínas de
reconocimiento
específico
(acrosoma)
Receptores
específicos
(envuelta vitelina)
Bloqueo
rápido
Reacción
cortical
Descarga
de
gránulo
cortical
M. de
fecundación
Entrada de H2O y
endurecimiento de
m. vitelina
Fertilización en humanos: Secuencia de eventos
Espermatozoide
capacitado
a)
Células de la
granulosa
a) Capacitación
b)
b) Pasaje cels.granulosa
c)
Zona pelúcida
d)
(h)
Gránulo cortical
(g)
(f)
2do.cuerpo polar
Pronúcleos
e)
c) Unión a la ZP-Reacción
Acrosomal (sp-specífica)
d) Penetración de la ZP
e) Fusión con oolema (m.
plasmática)
f) Activación oocito (reinicio
de meiosis)
g) Liberación 2do.CP
h) Formación de Pronúcleos
Singamia
Formación de la cigota y activación
 Fusión de membranas
 Pérdida del flagelo y mitocondrias
 Ruptura de membrana nuclear del espermatozoide
 Descondensación de ADN y agrandamiento del núcleo = pronúcleo
masculino.
 Migración del pronúcleo masculino
 Singamia y formación del núcleo de la cigota
Cambios en citoplasma de la cigota para la preparación del
desarrollo embrionario
 Síntesis de ADN y proteínas
 Relocalización espacial de determinantes morfogenéticos
(activación/inhibición de genes)
Secuencia temporal durante la fecundación y
desarrollo inicial del erizo de mar
Comienza la gastrulación
Primera división del cigoto; comienzo de la segmentación
Comienzo de la síntesis de ADN
Fusión de los núcleos del óvulo y del espermatozoide
Comienzo de descondensación del núcleo del espermatozoide
Migración del espermatozoide hacia el centro del óvulo
Se completa la m. de fecundación
Reacción cortical
Fusión de las membranas de óvulo y espermatozoide
Comienzo del bloqueo rápido
Contacto del espermatozoide y del óvulo
Formas de eclosión y parición
 Ovíparos
 Ovovivíparos
Localización del
desarrollo
Alimentación
 Vivíparos
Ovíparos
Huevos son depositados en el medio ambiente.
Fecundación interna o externa.
Desarrollo externo
Menor protección
Sin alimentación
parental
Ovovivíparos
Retención de óvulo fecundado dentro del cuerpo
Fecundación interna.
Desarrollo interno
Sin alimentación
parental
Ej. algunos insectos, anélidos, gasterópodos, reptiles
y peces
Oviducto
Vitelo
Vivíparos
Fecundación interna
Desarrollo interno
La cigota se desarrolla en oviducto o en útero
Ej: mamíferos, también insectos, escorpiones,
algunos anfibios y reptiles
Con alimentación
parental
Determinación del sexo
Factores no genéticos
Sin cromosomas sexuales
Estrategias reproductivas
• Asexual
–
–
–
–
–
Uniparental
Sin gametas
Produce clones
Mitosis
Tipos
•
•
•
•
Fisión
Gemación
Gemulación
Fragmentación
• Sexual
–
–
–
–
Biparental
Con gametas
Recombinación génica
Meiosis
– Tipos
• Bisexual
• Hermafroditismo
• Partenogénesis
Reproducción sexual : Implicancias evolutivas
Reproducción sexual
Gametas
Búsqueda de pareja
>Tiempo > Energía
Ej. 2 especies de un mismo género
1 sp. unisexual
1 sp. Bisexual
Número de individuos
1000
800
Unisexual
600
400
200
Bisexual
0
1
Años
2
3
En la naturaleza son más los animales con
reproducción sexual (biparental)
Explicación posible: VARIABILIDAD
GENÉTICA
La recombinación génica asegura la producción de genotipos nuevos algunos
de los cuales sobrevivirán ante cambios ambientales
La reproducción sexual está favorecida por la selección natural