Tema 2 (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 3º curso
Asignatura Biologia de la Reproducción
Año del apunte 2014
Páginas 34
Fecha de subida 18/02/2015
Descargas 7
Subido por

Vista previa del texto

BR-­‐  Tema  2   TEMA  2:  CONTROL  GENÈTIC  DE  LA  GAMETOGÈNESI  HUMANA             Espermatogènesi     2.1.  CARACTERÍSTIQUES  GENERALS  DE  L’ESPERMATOGÈNESI   El  procés  de  formació  dels  espermatozoides  i  oòcit  s’anomena  espermatogènesi  i     oogènesi,  respectivament.       Provenim  d’un  testicle  diferenciat  per  un  procés  de  diferenciació  que  s’inicia  per  la   migració  de  les  cèl·∙lules  primordials  germinals  i  posterior  diferenciació.         -­‐ Procés  continu:  L’espermatogènesi  s’inicia  a  la  pubertat  sota  control  hormonal  i   acaba  amb  la  mort  de  l’individu,  per  tant  és  un  procés  continu.     -­‐ Físicament  comença  als  túbuls  seminífers  i  finalitza  al  epidídim.       Els  túbuls  seminífers  són  cilíndrics  i  contenen  a   més  de  les  cèl·∙lules  germinals  primordials,  les   cèl·∙lules  de  Sertoli  i  presenten  una  lamina  basal   que  els  separa  del  teixit  connectiu  circumdant,  on   es  troben,  entre  d’altres,  les  cèl·∙lules  de  Leydig.     Els  túbuls  seminífers  son  una  xarxa  que   convergeix  en  el  rete  testis,  que  al  seu  torn   connecta  amb  l’epidídim,  una  glàndula  llarga  amb   diferents  parts  i  funcions,  que  té  una  funció,   entre  d’altres,  de  madurar  els  espermatozoides.     1   BR-­‐  Tema  2   L’epidídim,  finalment,  convergeix  als  vasos  deferents.             La  imatge  mostra  un  tall  transversal  d’un  túbul  seminífer  amb  els  diferents  tipus  cel·∙lulars.       2   BR-­‐  Tema  2   2.1.1.  Control  endocrí     El  procés  s’inicia  a  la  pubertat  mitjançant  control  hormonal,  en  aquest  moment,  es  trona  a   activar  l’eix  hipotàlem-­‐hipòfisi.   – L’hipotàlem  allibera  GnRH,  que  estimula  la  pituïtària  anterior.   – La  pituïtària  anterior  allibera  FSH  i  LH.   – Les  dues  hormones  viatgen  per  la  sang,  arriben  al  testicle  i  estimulen   l’espermatogènesi  a  través  de  les  cèl·∙lules  de  Sertoli  (FSH)  i  Leydig  (LH).       Cèl·∙lules  de  Leydig  es  situen  al  teixit  connectiu  i  la  seva  funció  es  la   síntesi  de  testosterona,  que  en  l’individu  prepúber  fa  diferents  funcions:   o Alliberar-­‐se  en  el  torrent  i  tenir  efectes  en  els  trets  fenotípics  del   mascle   o Actuar  directament  sobre  les  cèl·∙lules  de  Sertoli.  Aquest  efecte  té  dues   funcions:   § Produir  unions  fortes  entre  les  cèl·∙lules  de  Sertoli    (distribuïdes   des  de  la  lamina  basal  fins  al  lumen  del  tub  seminífer)  prop  de   la  lamina  basal  (tight  junctions)  que  produeixen  una  barrera   cel·∙lular.     § Facilita  que  realitzin  la  seva  funció  en  l’espermatogènesi.     o Un  cop  s‘han  format  els  espermatozoides.  La  testosterona  fa  que  s’alliberin   cap  a  la  llum  del  túbul.  Aquest  procés  s’anomena  ermiació.       3   BR-­‐  Tema  2   -­‐ o La  testosterona  té  un  feedback  negatiu  sobre  l’hipotàlem  i  pituitaria,   inhibeix  la  secreció  de  GnRH  i  FSH  quan  està  en  excés.       Cèl·∙lules  de  Sertoli  Les  cèl·∙lules  de  Sertoli  tenen  receptors  de  FSH,  que   produeixen  receptors  secundaris  que  actuen  dins  el  nuclis  d’aquestes  cèl·∙lules   estimulant  gens  que  produeixen  diverses  proteïnes  amb  diverses  funcions.   Però  bàsicament  son  productes  facilitadors  de  l’espermatogènesi  (la  meiosi   masculina  depèn  d’aquests  productes  de  Sertoli).  Entre  ells  hi  ha:   o Proteïnes  d’unió  als  andrògens  (testosterona),  que  afavoreixen  les   interaccions     o Proteases  i  antiproteases:  el  pas  dels  espermatozoides  a  la  llum  del  túbul   requereix  moviments,  i  això  requereix  trencar  coses   o Factors  de  creixement  per  promoure  la  diferenciació  dels  tipus  cel·∙lulars  i   les  pròpies  cèl·∙lules  de  Sertoli   La  inhibina  també  es  important,  perquè  evita  la  síntesi  de  FSH  a  través  d’un   feedback  negatiu.       El  control  endocrí  (relació  espermatogènesi  i  hormones)  és  una  cosa  que  es  té  en  compte   en  el  moment  d’estudiar  la  infertilitat.  Tenir  valors  en  sèrum  d’aquestes  hormones   inferiors  o  superiors  interfereix  en  l’espermatogènesi.  Aquests  valors  els  mostren  a  la   taula.         4   BR-­‐  Tema  2     2.1.2  Fase  proliferativa,  fase  meiòtica,  espermiogènesi     L’espermatogènesi  es  divideix  en  les  tres  etapes:   -­‐ Proliferativa   -­‐ Meiòtica   -­‐ Espermiogènesi         L’espermatogènesi  es  produeix  en  gran  mesura,  al  túbul  seminífer,  que  té  una  estructura   característica.       -­‐ A  l’interior  del  túbul  hi  ha  cèl·∙lules  de  Sertoli,  que  estan  des  de  la  làmina  basal  fins   a  la  llum.  Son  fàcils  d’identificar  perquè  tenen  un  gran  nucli  amb  nuclèols  molt   prominents.  Aquestes  creen  tight  junctions  a  la  lamina  basal  que  permeten   diferenciar  dos  compartiments  dins  el  túbul  seminífer:   o Compartiment  basal:  part  mes  propera  a  la  lamina.  És  on  s’hi  situen  les   espermatogònies  (cèl·∙lules  precursores  dels  espermatozoides).  Les   espermatogònies  nomes  poden  passar  a  l’altre  compartiment  si  els  hi   permeten  les  de  Sertoli  a  través  d’invaginacions.   o Compartiment  abluminal:  s’hi  situen  espermatòcits  primaris  (ja  han  iniciat   un  procés  meiòtic)  i  espermatozoides.       5   BR-­‐  Tema  2     Per  tant,  les  cèl·∙lules  germinals  es  situen  d’una  forma  seqüencial  en  el  túbul   segons  la  fase  meiòtica  on  es  trobin.     Fase  proliferativa:     Consisteix  en  que  els  espermatogonis  (cèl·∙lules  que  es  divideixen  mitòticament  i  reben   diferents  noms  en  funció  del  grau  de  desenvolupament)  arriben  a  un  grau  de   desenvolupament  anomenat  anomenen  espermatogoni  A  dirigit  que  és  un  punt  de  no   retorn,  és  a  dir,  nomes  es  poden  diferenciar  cap  a  espermatòcit  primari.     Aquesta  diferenciació  passa  per  una  fase  prèvia  anomenada  espermatogònia  tipus  B,  és   en  aquest  moment  quan  les  cèl·∙lules  passen  per  la  barrera  hematotesticular   acompanyades  per  les  cèl·∙lules  de  Sertoli  (és  a  dir,  passen  del  compartiment  basal  a   l’abluminal).     Una  vegada  les  espermatogònies  tipus  B  han  passat  la  barrera  hematotesticular,  passen  a   anomenar-­‐se  espermatòcits  primaris.       6   BR-­‐  Tema  2     Un  aspecte  important  de  la  fase  proliferativa  és  que  les  divisions  son  incomplertes.   Els  espermatogonis  estan  units  per  ponts  citoplasmàtics  formant  un  sinciti.  Perquè?   -­‐ Perquè  els  productes  gènics  siguin  iguals  en  totes  les  cèl·∙lules  (ja  que  la  meiosi  fa   recombinació,  de  manera  que  pot  privar  d'al·∙lels  a  algunes  cèl·∙lules).  És  a  dir,   perquè  els  possibles  efectes  d’una  cèl·∙lula  no  s’observin       Fase  meiòtica     L’espermatòcit  primari  és  el  primer  tipus  de  cèl·∙lula  germinal  primària.  Aquests  es   divideixen  a  través  d’una  divisió  reduccional  a  dos  espermatòcits  secundaris  i  cadascun   d’ells  a  dos  espermàtides.     Al  final  del  procés  per  cada  espermatòcit  primari,  es  produeixen  quatre  espermàtides.     Les  espermàtides  són  cèl·∙lules  germinals  primàries  amb  un  nucli  interfàsic   convencional  en  quant  a  la  seva  càrrega.  Aquests  encara  estan  en  forma  de  sinciti.         7   BR-­‐  Tema  2     Fase  d’espermiogènesi   Cadascuna  de  les  espermàtides  s’ha  de  diferenciar  a  espermatozoide,  que   estructuralment  és  molt  diferent,  aquest  procés  es  reconeix  amb  el  nom   d’espermiogènesi.     L’espermatogènesi  és  un  procés  continu,  tot  i  que  es  diferencia  en  4  fases:   -­‐ Fase  de  Golgi:  es  parteix  d’una  espermàtida  rodona.  En  aquesta  fase  el  complex  de   Golgi  es  situa  en  un  lloc  concret,  fet  que  fa  que  marqui  una  polaritat  de  la  cèl·∙lula   (aquest  lloc  és  on  es  desenvoluparà  l’acrocentre  de  la  cèl·∙lula)     -­‐ Fase  de  caputxa:  les  vesícules  des  Golgi  es  fusionen  entre  elles  formant  una   vesícula  mes  gran,  la  vesícula  acrosòmica.       -­‐ Fase  d’acrosoma:  Es  produeixen  fins  a  6  processos  molt  significatius  (en  gran  part   que  contribueixen  a  la  protecció  del  nucli)   o Condensació  de  la  cromatina.  Es  produeix  per  la  substitució  en  el  90%  dels   segments  de  les  histones  per  protamines.  El  que  permet  una  cromatina   altament  condensada   o Aturada  de  transcripció   o Desaparició  nuclèol  i  porus  nuclears   o El  nucli  s’allarga   o Condensació  i  pèrdua  de  citoplasma   o Alliberació  de  les  espermàtides  a  la  llum  del  túbul  seminíferàespermiació     -­‐ Maduració:  té  com  a  finalitat  madurar  la  cèl·∙lula.  Es  divideix  en  diferents  fases:   o Adquisició  de  motilitat:     § S’incorporen  glicoproteïnes  a  la  membrana,  necessàries  pel   moviment   § Adquisició  activitat  ATPasa,  necessària  per  moure  el  flagel   o Canvis  a  la  membrana   § Augment  de  resistència   § Bloqueig  de  transport  de  Ca2+   § Augment  de  colesterol   § Augment  de  la  càrrega  negativa  (àcid  siàlic  i  grups  carboxil)   § Adquisició  de  glicoproteïnes  de  reconeixement  ZP   o Canvis  al  citoplasma:   § L’acrosoma  s’aplana    i  es  fa  més  dens   § Es  perd  la  gota  citoplasmàtica     o Canvis  al  nucli   § Major  condensació  de  la  cromatina.  Les  histones  es  reemplacen  per   protamina.  Això  acaba  formant  un  nucli  nuleoprotamínic  molt   condensat.   § Deshidratació  del  nucli     8   BR-­‐  Tema  2           Tots  aquests  canvis,  tenen  una  finalitat  per  la  cèl·∙lula:     -­‐ Reducció  del  pes  i  volum:  perquè  sigui  una  cèl·∙lula  molt  lleugera   -­‐ Modificació  de  la  forma  cel·∙lular:  perquè  sigui  hidrodinàmica   -­‐ Protecció  de  la  cèl·∙lula  i  material  genètic  (gracies  al  canvi  de  l’estructura  de  la   cromatina)   -­‐ Formació  flagel:  que  permet  el  moviment   -­‐ Formació  de  l’acrosoma:  que  té  proteases,  de  manera  que  el  permet  travessar  el   fol·∙licle  per  arribar  al  oòcit.     -­‐ Receptors:  que  li  permetin  reconèixer  la  membrana  de  l’oòcit.               9   BR-­‐  Tema  2   2.1.3.  Cromatina  espermatozoide  madur   Els  espermatozoides  de  la  majoria  de  les  especies  no  presenten  histones,  sinó   protamines.  Proteïnes  de  caràcter  bàsic  que  permet  organitzar  la  cromatina  de  forma   absolutament  diferent  a  la  que  coneixem  gràcies  a  les  histones.     El  pas  de  la  cromatina  histònica  a  protamínica  es  fa  gracies  a  proteïnes  de  transició  (que   eliminen  les  histones  i  les  van  substituint  per  proteïnes)   Una  vegada  carregades  al  DNA,  les  protamines  formen  una  estructura  anomenada   toroides  (estructures  arrodonies  i  molt  aplanades  gràcies  a  la  interacció  dels  grups  –SH   de  les  protamines  per  ponts  disulfur).     Els  diferents  toroides  estan  units  entre  elles  per  segments  de  DNA  que  mantenen  les   histones  (en  la  formació  del  nucli  protamínic  no  s’eliminen  totes  les  histones  sinó  que  se’n   manté  un  10%  per  connectar  els  toroides).             Espermiació   L’espermiació  és  l’alliberament  dels   espermatozoides  a  la  llum  del  túbul  gracies  a  la   testosterona.     • Aquests  espermatozoides  encara  son   immadurs.     • En  una  espermatogènesi  normal  es  fan   100·∙106  espermatozoides/hora     • En  una  ejaculació  normal  hi  ha  200-­‐400   milions  d’espermatozoides.                     10   BR-­‐  Tema  2   Morfologia  i  estructura  de  l’espermatozoide  comú   Un  espermatozoide  madur  té  diferents  pars:   -­‐ Cap;  a  la  part  mes  apical  te  l’acrosoma,  sota  el  nucli  i  sota  d’aquest  el  centríol   -­‐ Flagel;  es  mou  gracies  a  una  estructura  9+2  amb  quineïna  connectant  els  diferents   microtúbuls.  Hi  ha  infertilitats  degudes  a  dèficits  en  l’estructuració  del  flagel.   -­‐ Peça  mitja         Trànsit  dels  espermatozoides  pel  tracte  genital  masculí   Una  vegada  els  espermatozoides  surten  del  epidídim  (  maduració)  en  el  moment  de   l’ejaculació,  una  sèrie  de  vesícules  aporten  als  espermatozoides  els  elements  necessaris   per  formar  el  semen  (incorporen  plasma  seminal).         Si  el  procés  d’ejaculació  no  es  produeix  pot   ser  segut  a  la  síndrome  de  Young  i  fibrosi   quística,  que  entre  els  seus  efectes   fenotípics  presenten  infertilitat.             SEMINARI  1:  PREPARAR  PERQUÈ  UN   INDIVIDU  AMB  LA  SÍDNROME  DE  YOUNG  I   FIBROSI  QUISTICA,  SÓN  INFÈRTILS.         11   BR-­‐  Tema  2     En  resum,  les  característiques  més  importants  de  l’espermatogènesi  són:   • Procés  continu.     • Inici  pubertat  fins  mort  individu   • Es  completa  en  2-­‐3  mesos     • Citocinesi  incompleta  (sincitis)  però  simètrica     • Es  generen  4  gàmetes  (en  teoria!)  per  cada  espermatogoni     • Transformacions  i  maduració  després  de  la  fase  meiòtica   • El  gàmeta  madur  és  petit  (pèrdua  de  citoplasma)  i  mòbil     Càrrega  aportada  per  l’espermatozoide:   -­‐ Càrrega  genètica  (DNA)   -­‐ Càrrega  epigenètica  (modificacions  epigenètiques)   -­‐ Proteïnes   -­‐ RNAs  (codificants,  no  codificants...)   -­‐ Centríol     -­‐ Altres...       Oogènesi     Es  més  complicada  que  l’espermatogènesi.     2.2.  CARACTERÍSTIQUES  GENERALS  DE  L’OOGÈNESI   Característiques  generals:   -­‐ Procés  discontinu:  s’inicia  abans  del  naixement  (etapa  fetal)  després  s’atura,  es   torna  a  iniciar  al  a  pubertat  i  no  finalitza  si  no  hi  ha  fecundació   -­‐ La  meiosi  finalitza  si  hi  ha  la  fecundació,  per  tant,  estrictament,  en  humans,  l’oòcit   com  a  cèl·∙lula  haploide  amb  una  cromàtide  no  existeix.     -­‐ Es  dona  amb  intima  associació  amb  el  desenvolupament  dels  fol·∙licles   (foliculogènesi).  L’oòcit  sempre  es  desenvolupa  envoltat  de  cèl·∙lules  somàtiques  el   que  en  un  conjunt  forma  el  fol·∙licle.       12   BR-­‐  Tema  2         2.2.1.  Fase  proliferativa  i  meiòtica   Hi  ha  una  etapa  de  la  oogènesi  que  es  dona  durant  el  desenvolupament  fetal.  Es  pot   diferenciar  que  passa  a  les  cèl·∙lules  del  fol·∙licle  (somàtiques)  i  des  del  punt  de  vista   meiòtic.   Per  tant  parlarem  de  desenvolupament  del  fol·∙licle  i  esdeveniments  mitòtics  alhora.       ETAPA  FETAL:       Esdeveniments  meitòtics:   -­‐ els  oogonis  proliferen  mitòticament  als  ovaris     -­‐ en  un  moment  entren  en  un  procés  meiòtic,  donant  lloc  a  oòcits  primaris.   -­‐ Els  oòcits  primaris  s’aturen  en  diplotè    -­‐també  anomenat  dictiotè-­‐  (profase  1)  fins   a  la  pubertat.       Esdeveniments  a  les  cèl·∙lules  del  fol·∙licle:     -­‐ Els  oogonis  i  oòcits  primaris  es  troben  sempre  envoltats  de  cèl·∙lules  somàtiques,   anomenades  cèl·∙lules  fol·∙liculars.     -­‐ Durant  l’etapa  fetal  cada  oòcit  està  envoltat  nomes  per  una  capa  de  cèl·∙lules   fol·∙liculars  planes,  que  l’envolten  formant  estructures  circulars  a  cadascun  dels   oòcits.  Aquesta  estructura  és  el  fol·∙licle  primordial  (conté  un  oòcit  primari   aturat  a  diplotè  amb  una  capa  de  cèl·∙lules  fol·∙liculars  planes  que  l’envolten  fins  al   moment  de  la  pubertat).     13   BR-­‐  Tema  2     2.2.2  Fol·∙liculogènesi,  creixement  de  l’oòcit,  adquisició  competència   meiòtica,  represa  meiosi,  segona  aturada  meiòtica,  ovulació         Fol·∙liculogènesi:   PUBERTAT:     à  A  la  pubertat  i  sota  un  estímul  hormonal,  entre  2  i  30  fol·∙licles  reprenen  el  creixement.       Quan  el  fol·∙licle  primordial  es  comença  a  desenvolupar,  les  cèl·∙lules  fol·∙liculars  aplanades   comencen  a  créixer  i  al  fol·∙licle  s’hi  diferencien  altres  estructures  anomenades  fol·∙licles  en   creixement.       Els  trets  mes  distintius  del  desenvolupament  fol·∙licular  son   -­‐ Les  cèl·∙lules  fol·∙liculars  planes  es  tornen  cúbiques     -­‐ Les  cèl·∙lules  fol·∙liculars  ara  cubiques  es  divideixen  mitòticament  formant  múltiples   capes  que  envolten  l’oòcit.  Acaben  formant  una  capa  anomenada  cèl·∙lules  de  la   granulosa.       Durant  tot  el  procés  de  desenvolupament  del  fol·∙licle,  l’oòcit  encara  no  ha  modificat  el   seu  estat  meiòtic  (està  a  aturat)  però  en  el  moment  en  que  les  cèl·∙lules  del  fol·∙licle  es   divideixen  potencien  la  maduració  citoplasmàtica  de  l’oòcit           14   BR-­‐  Tema  2     Maduració  citoplasmàtica  de  l’oòcit:   La  maduració  es  complicada  però  se’n  destaca:   -­‐ Acumulació  de  ribosomes  i  RNAs     -­‐ Desenvolupament  de  grànuls  corticals,  una  grànuls  que  es  situen  sota  la   membrana  citoplasmàtica  i  que  eviten  la  polispèrmia  (eviten  que  després  de  la   fecundació,  una  altre  espermatozoide  entri  dins  l’oòcit)   -­‐ Creixement  de  l’oòcit   -­‐ Formació  de  la  zona  pel·∙lúcida,  una  membrana  que  envolta  l’oòcit  i  que  és   necessària  perquè  es  doni  la  fecundació  específica  d’espècie.   -­‐ Adquisició  capacitat  de  descondensació  del  nucli  del  espermatozoide     -­‐ Adquisició  de  la  competència  meiòtica.  El  oòcits  han  de  reprendre  la  meiosi,  això   ho  permet  la  maduració  citoplasmàtica,  promoguda  per  les  cèl·∙lules  de  la   granulosa.     Durant  aquesta  etapa,  els  fol·∙licles  en  creixement  majoritàriament  es  van  perdent  i  nomes   n’hi  ha  un  que  acaba  al  estat  màxim  de  maduració  que  s’anomena  FOL·∙LICLE  DE   GRAAF,  que  està  desenvolupat  al  màxim  i  presenta:   -­‐ una  cavitat  interna  (ATRI),  implicada  amb  el  desenvolupament  tant  de  l’oòcit  com   de  les  cèl·∙lules  de  la  granulosa.     -­‐ una  regió  molt  rica  amb  proteïnes   -­‐ factors  de  creixement         15   BR-­‐  Tema  2   SEMINARI:  QUINA  ÉS  LA  BASE  MOLECULAR  DE  L’ATURADA  A  DIPLOTÈ  ?  (COM  MANTÉ   L’OÒCIT  L’ADURADA  A  DIPLOTÈ..  PERQUÈ  ESTÀ  ATURAT  I  PERQUÈ  ES  REPRÈNA  LA  MEIOSI)       Represa  meiosi,  segona  aturada  meiòtica  i  ovulació:     Al  fol·∙licle  de  Graaf  s’hi  donen  tres  esdeveniments:   -­‐ Represa  de  la  meiosi   -­‐ Segon  bloqueig   -­‐ Ovulació     Represa  meiosi:   És  el  segon  estadi  de  desenvolupament  en  un  fol·∙licle  de  graaf.  En  aquest  moment,  l’oòcit   completa  la  primera  divisió  meiòtica,  generant  un  oòcit  secundari  i  el  primer   corpuscle  polar  (cèl·∙lula  degenerativa).       Segon  bloqueig:   L’oòcit  secundari  es  torna  quedar  aturat  a  metafase  II  (transit  de  profase  I  a  metafase  II)     Ovulació:   L’ovulació  consisteix  en  la  sortida  de  l’oòcit  secundari  del  fol·∙licle.  Perquè  es  produeixi,   calen  diferents  tipus  de  substàncies  amb  diversos  efectes.  Les  més  significatives  es   descriuen  a  continuació:   -­‐ Digestió  matriu  extracel·∙lular  del  fol·∙licle,  produïda  principalment  per   o Col·∙lagenasa:  digereix  el  col·∙lagen  de  la  matriu  extracel·∙lular   o Plasminogen:  és  una  proteasa  que  trenca  estructures     -­‐ Contracció,  gràcies  a  Prostaglandines.     Les  prostaglandines  produeixen  la  contracció  de  la  musculatura  de  l’ovari  i   incrementen  la  pressió  osmòtica  a  l’interior  de  l’atri  per  facilitar  la  sortida  de   l’oòcit  secundari.       à  La  síntesi  d’aquestes  molècules  està  regulada  per  hormones   Al  final  de  l’ovulació  tenim  un  fol·∙licle  que  ha  expulsat  un  oòcit,  que  ara  es  troba  envoltat   d’unes  petites  cèl·∙lules  fol·∙liculars  anomenades  cèl·∙lules  del  cúmulus.                 16   BR-­‐  Tema  2   Dominància:   Durant  el  procés  des  del  desenvolupament  dels  fol·∙licles  fins  al  fol·∙licle  de  Graaf  madur   que  ovula  es  van  perdent  fol·∙licles.     En  el  moment  que  els  fol·∙licles  comencen  a  créixer,  ja  n’hi  ha  alguns  que  no  progressen,  al   final,  nomes  uns  quants  arriben  a  un  estat  de  desenvolupament  de  fol·∙licle  de  Graaf.   D’aquests,  nomes  un  continua  el  desenvolupament,  és  a  dir,  nomes  un  ovula.  La  resta   degeneren.  Aquest  fenomen  s’anomena  dominància.  Aquest  sistema  porta  nomes  a  que   un  fol·∙licle  (el  dominant)  arribi  al  final  del  procés.         Tot  el  procés  de  l’oogènesi  està  regulat  per  hormones     2.2.3  Control  endocrí   A  la  pubertat,  sota  estímul  hormonal  es  produeix  el  creixement  dels  fol·∙licles  just  quan   s’activa  l’eix  hipotàlem  –hipofisiari  que  possibilitat  la  represa  de  la  meiosi.     1. La  secreció  de  GnRH  per  part  de  l’hipotàlem  fa  sintetitzar  FSH  i  LH  a  la  pituïtària.     2. Aquestes  dues  hormones  permeten  el  pas  del  fol·∙licle  primordial  a  un  fol·∙licle  en   creixement.  Llavors  les  cèl·∙lules  de  la  granulosa  i  la  teca  (que  s’han  format  ara)   sintetitzen  estrogen  a  uns  nivells  constants.  L’estrogen  té  una  acció  inhibitòria   sobre  la  pituïtària  que  deixa  de  sintetitzar  progressivament  FSH.     Els  estrògens  tenen  altes  efectes:     o Estimulen  el  creixement  de  les  cèl·∙lules  de  la  granulosa   o Promouen  creixement  i  vascularització  de  la  paret  uterina  (la  preparen   per  la  possible  fecundació)     3. La  manca  de  FSH  afecta  al  desenvolupament  fol·∙licular  de  manera  que  nomes  els   fol·∙licles  amb  un  estat  de  desenvolupament  mes  avançat  progressaran.   L’eliminació  del  altres  fol·∙licles  es  produeix  perquè  a  mesura  que  un  fol·∙licle   acumula  cèl·∙lules  de  la  granulosa  va  estimulant  estrògens  de  manera  que  cada   vegada  s’inhibeix  més  FSH,  que  afecta  als  fol·∙licles  menys  desenvolupats.  En  molts   casos  d’infertilitat  es  tracta  amb  FSH  perquè  es  desenvolupin  els  fol·∙licles   4. Al  dia  10  del  cicle  menstrual  es  produeix  un  increment  d’estrògens,  FSH  i  LH,  el   que  provoca  una  represa  de  la  meiosi  perquè  provoquen  el  trencament  de  les   unions  gap  amb  l’oòcit.   5. Al  dia  14,  l’increment  de  estrògens  produeix  després  un  increment  sobtat  de  LH  i   FSH  i  aquest  produeix  l’ovulació     6. Llavors  un  cop  s’ha  donat  l’ovulació,  l’oòcit  envoltat  cèl·∙lules  del  cúmulus  s’allibera   i  la  resta  de  fol·∙licle  queda  a  la  part  uterina  que  desenvolupa  una  estructura   anomenada  COS  LUTI  que  sintetitza:   o Estrogen:  inhibeix  l’eix  hipotàlem  hipofisiari  (a  alts  nivells  l’activa  i  a  baixos   l’inhibeix).  De  manera  que  evita  que  es  produeixin  mes  maduracions  de   fol·∙licle  primordial  a  fol·∙licle  en  creixement.   o Progesterona:  produeix  el  creixement  de  la  vasculartizació  de  la  cavitat   uterina     17   BR-­‐  Tema  2   o Inhibina     à  Si  no  es  dona  fecundació  el  cos  luti  degenera  a  el  COS  ALBICANS  i  es  dona  la   menstruació  perquè  la  progesterona  no  hi  és  i  per  tant  la  cavitat  uterina  vascularitzada  no   es  pot  mantenir.     à  Si  hi  ha  fecundació,  la  implantació  del  embrió  fa  que  es  produeixi  la  hormona  hCG,   que  permet  el  manteniment  del  cos  luti.  Per  tant  es  permet  la  implantació  del  embrió.               18   BR-­‐  Tema  2       2.2.4  Morfologia  i  estructura  de  l’oòcit  madur   Al  final  del  procés  es  produeix  un  oòcit  madur  de  característiques:   -­‐ Cèl·∙lula  molt  especialitzada  i  totipotent   -­‐ Aturada  a  metafase  II   -­‐ Cèl·∙lula  molt  gran  (60-­‐150  micròmetres  de  diàmetre)   -­‐ Es  troba  envoltadade  diferents  cobertes,  de  dins  a  fora:  membrana  plasmàtica,   zona  pel·∙lúcida  i  cèl·∙lules  del  cúmulus  (que  després  de  la  fecundació  encara  es   troben  unides  al  oòcit  fecundat)   -­‐     SEMINARI  :  QUINA  ÉS  LA  BASE  MOLECULAR  DEL  BLOQUEIG  A  METAFASE  II     Càrrega  aportada  per  l’oòcit:   -­‐ Càrrega  genètica   -­‐ Proteïnes   -­‐ Maquinària  enzimàtica   -­‐ mRNAs   -­‐ Orgànuls    (tots  els  4  últims  serveixen    pel  correcte  inici  del  desenvolupament   embrionari)     19   BR-­‐  Tema  2     à  Hi  ha  molta  relació  entre  la  qualitat  del  oòcit  (ha  de  portar  els  elements   necessaris)  i  l’èxit  o  fracàs  de  les  tècniques  de  reproducció  assistida.  Una  mala   qualitat  oocitària  va  lligada  a  no  fecundació  o  no  desenvolupament,  a  diferència   dels  espermatozoides,  que  no  han  de  tenir  qualitat.       Resum:   -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ La  fase  mitòtica  comença  i  acaba  durant  el  període  fetal   La  fase  meiòtica  s’inicia  abans  del  naixement     Procés  discontinu  amb  aturades:  Profase  I  (dictiotè)  i  Metafase  II     La  fase  meiòtica  sols  es  completa  si  hi  ha  fecundació     Nombre  d’oòcits  limitat  i  establert  des  del  naixement     Citocinesi  completa  però  asimètrica     Es  genera  1  gàmeta  madur  per  cada  oogònia     La  fase  de  maduració  és  paral·∙lela  a  la  fase  meiòtica.  Importància  del  fol·∙licle     El  gàmeta  madur  és  molt  gran  (creixement  i  acumulació  de  reserves)     Eficiència  molt  baixaà  Atrèsia.  L’oogènesi  és  un  procés  poc  eficient  des  del  punt   de  vista  productiu.    Molts  dels  oòcits  aturats  a  diplotè  ja  degeneren  abans  del   naixement.  Per  tant  al  naixement  hi  ha  una  població  limitada  de  fol·∙licles   primordials,  a  la  pubertat,  la  majoria  degeneraran  i  nomes  n’hi  haurà  un  que   finalitzarà  el  seu  desenvolupament,  per  tant  hi  ha  una  atrèsia  (eliminació  selectiva   dels  fol·∙licles).                             20   BR-­‐  Tema  2       Punts  de  control   La  finalitat  dels  punts  de  control  es  fer  oòcits  i  espermatozoides  amb  la  càrrega  genètica   correcta.     Els  processos  que  hem  explicat  per  al  desenvolupament  dels  gàmetes  són  molt  complexes   i  depenen  molt  del  contingut  genètic  de  manera  que  aquests  punts  de  control  han  de  ser   molt  eficients.       En  la  imatge  hi  apareixen  alguns  dels  gens  que  s’han  vist  alterats  en  la  oogènesi  i  que  per   tant,  hi  participen  (per  exemple  factors  que  participen  en  el  creixement  de  les  cèl·∙lules  de   Sertoli...).  Els  processos  de  la  gametogènesi  estan  regulats  per  una  gran  quantitat  de  gens,   que,  mutats,  porten  a  la  infertilitat  dels  individus  (Una  mutació  en  LHX8  impossibilita  el   desenvolupament  els  fol·∙licles  primordials)  o  bé  a  disminucions  de  la  fertilitat  i  un   increment  del  risc  de  transmetre  malalties  a  la  descendència.       21   BR-­‐  Tema  2     Els  punts  de  control  actuen  a  diferents  etapes  perquè  els  processos  de  la  gametogènesi   siguin  correctes.       Però  en  resum,  estan  destinats  a:   1. Garantir  que  el  genoma  del  gàmeta  es  íntegre,  és  a  dir,  sense  alteracions  de   seqüencia.  Per  això  hi  ha  punts  de  control  que  actuen  quan  hi  ha  dany  al  DNA   2. El  nombre  de  cromosomes  del  gàmeta  és  correcte.  Aquests  punts  actuen   durant  la  fase  M  de  la  mitosi  i  la  fase  M  de  les  dues  divisions  meiòtiques.           El  dismorfisme  sexual  també  afecta  en  la  regulació  dels  punts  de  control.  Això  és  perquè;   -­‐ Els  punts  de  control  no  són  iguals  en  l’espermatogènesi  que  en  l’oogènesi   -­‐ La  seva  efectivitat  és  diferent     Algunes  diferències  que  afectarien  als  punts  de  control  tenen  a  veure  amb:   o Durada  de  les  fases     22   BR-­‐  Tema  2   Aturades  meiòtiques   Durada  del  procés  (“caducitat”  de  proteïnes...)   Comportament  dels  cromosomes  sexuals     Posició  del  fus  (la  divisió  del  oòcits  és  asimètrica,  el  que  requereix  que  el  fus   mitòtic  es  desplaci)   o Expressió  del  genoma  haploide   o ...   o o o o   Durant  la  gametogènesi  els  punts  de  control  es  troben  en  les  dues  fases:   -­‐ Fase  proliferativa  (mitosi).  Les  cèl·∙lules  proliferen  altament  en  un  cicle  cel·∙lular   convencional  (fases  G1,  S,  G2  i  M).  Els  punts  de  control  durant  aquesta  fase  són   bàsicament  2:   o Punt  de  control  que  detecta  dany  del  DNAà  detecta  que  el  genoma  és   íntegre,  sense  alteracions  en  la  seqüencia.     § Aquest  punt  actua  normalment  a  la  transició  entre  diferents  fases.     o Punt  de  control  del  SAC.  Actua  a  la  a  la  transició  entre  metafase  i  anafase.     -­‐ Fase  meiòtica.  Té  bàsicament  els  mateixos  punts  de  control,  però  es  caracteritza   perquè  presenta  un  punt  de  control  de  sinapsi  i  recombinació       2.3.1  Punts  de  control  del  dany  al  DNA   Les  cèl·∙lules  presenten  un  mecanisme  de  resposta  al  dany  al  DNA:  una  vegada  produït  un   dany  en  el  DNA,  és  a  dir,  un  trencament:   -­‐ Detecció  (sensors):  aquest  es  reconeix  per  un  complex  proteic  format  per  dues   proteïnes,  anomenat  complex  MRN.     -­‐ Transducció  (transductors):  la  informació  que  hi  ha  un  dany  és  transmesa  a  la  resta   de  la  cèl·∙lula  a  través  de  les  ATR  i  ATM,  molècules  transductores  de  senyal.  En   aquest  moment,  les  cèl·∙lules  responen  al  trencament.     -­‐ Resposta  (efectors):  La  manera  en  que  es  dona  la  resposta  es  mitjançant  diferents   vies:   o Activació  de  sistemes  de  reparació   o Bloqueig  del  cicle  cel·∙lular   o Activació  de  la  transcripció  de  gens  implicats  en  mecanismes  de  reparació   o Si  el  dany  és  significatiu  les  cèl·∙lules  entren  en  apoptosi.                               23   BR-­‐  Tema  2   El  cicle  cel·∙lular  està  regulat  per  ciclines  que  regulen  l’activitat  de  quinases.  Hi  ha   diferents  associacions  ciclina-­‐quinasa  en  diferent  moments  del  cicle  cel·∙lular  que  si   s’activen  fan  que  el  cicle  cel·∙lular  progressi.       Dany  al  DNA  ((cascada  de  senyalització)     1. s’activen  les  quinases  efectores,  ATR  i  ATM.     2. s’augmenta  augmenta  la  síntesi  de  p53   3. augment  de  la  síntesi  de  p21.  à  Inhibició  de  les  quinases  que  controlen  l’entrada   en  les  diferents  fases  del  cicle  cel·∙lular  (i  meiosi)à  bloqueig  del  cicle  fins  que  es   reparin  els  errors.  Això  és  perquè  a  G1,  p21  inhibeix  la  quinasa  CDK4/6  el  que   comporta  el  bloqueig  del  cicle  cel·∙lular.   !!!  Però  si  la  síntesi  de  p53  és  molt  elevada,  això  produeix  la  mort  cel·∙lular  a  través   d’apoptosi.    !!!     Normalment,  hi  ha  una  inhibició  simple  per  part  de  p21  (sol  inhibir  nomes  una  molècula,   que  sol  ser  una  quinasa),  però  en  la  transició  G1/S  hi  ha  una  altra  via  d’actuació,   ATM/ATR,  a  més  d’activar  p53,  activa  la  proteïna  Chk12  i  aquesta  inhibeix  la  fosfatasa   CDC52A,  una  proteïna  necessària  per  activar  les  quinases  dependents  de  ciclina  (CDK2),   per  tant,  no  es  passa  a  la  fase  S.     Aquesta  inhibició  per  doble  via  també  es  dona  durant  la  transició  S/G2  i  durant  l’entrada  a   la  fase  M.             24   BR-­‐  Tema  2   En  resum,  al  llarg  de  G1,  S  i  G2  si  hi  ha  dany  el  DNA  hi  ha  un  mecanisme  que  el  detecta  a   través  de  ATM/ATR  i  s’inicia  una  cascada  de  senyalització  que  en  el  cas  del  cicle  cel·∙lular   actua  negativament  sobre  les  quinases  dependents  de  ciclina.  SI  la  el  dany  s’elimina,  les   ATM/ATR  deixen  de  donar  senyal  i  el  cicle  continua.         2.3.2.  Punt  de  control  del  SAC  (formació  del  fus)   Es  dona  durant  la  transició  metafase-­‐anafase.  En  la  metafase,  els  microtúbuls  estan   units  als  cinetocors  germans  de  manera  amfitèlica  bipolar  i  les  cromàtides  germanes   unides  a  través  dels  complexes  de  cohesines.  Aquesta  disposició  s’aconsegueix  gràcies  a   la  participació  de  les  proteïnes  aurora,  que  modulen  la  unió  dels  microtúbuls  al  cinetocor.   Cal  que  tots  els  cromosomes  arribin  alhora  a  la  placa  de  forma  amfitèlica  bipolar  i  que   llavors  segreguin  sicrònicament.  à  Per  això  actua  el  punt  de  control  del  SAC.             -­‐ -­‐ Si  un  cromosoma  no  presenta  una  unió  amfitèlica  bipolar,  el  cinetocors  alliberen   proteïnes  del  punt  de  control,  les  més  significatives  són  les  proteïnes  Mad2,  que   s’alliberen  al  citoplasma  i  inhibeixen  un  complex  anomenat  APC/Cdc20.  Així   doncs,  com  que  APC  no  pot  iniciar  a  anafase,  no  s’inicia.   Un  cop  els  cromosomes  estan  alineats  amfitèlicament  en  la  placa,  no  arriba  Mad2,   la  seva  absència,  fa  que  s’activi  APC/Cdc20,  que  actua  sobre  la  securina.  La   elimina  (mitjançant  ubiqüitina)  i  d’aquesta  manera  la  separasa  es  pot  activar   (l’estava  inhibint  la  securina).  La  separasa  és  una  proteasa  que  actua  sobre  la   molècula  Scc1  (tanca  els  anells  de  cohesines),  de  manera  que  trenca  els  anells  de   cohesines  i  es  pot  donar  la  segregació  dels  cromosomes  homòlegs,  i  ,  per  tant,   l’anafase.     Aquest  punt  de  control  verifica  que  els  cromosomes  estan  situats  de  forma  amfitèlica   bipolar  a  la  placa  metafàsica  a  través  de  Mad2.         25   BR-­‐  Tema  2   Però  això  es  una  situació  simplificada.  En  realitat,  els  cinetocors  si  no  hi  ha  unió  amfitèlica   bipolar  no  només  alliberen  Mad2  sinó  moltes  altres  proteïnes.  Aquestes  formen  les   proteïnes  del  punt  del  control  del  SAC  (no  només  Mad2)i  aquestes  s’associen  a  APC  i  la   inhibeixen  però  ho  fan  ambdues  associacions  diferents;  dues  s’associen  a  Cdh1  i   l’inhibeixen  i  un  altre  conjunt,  a  Cdc20  i  l’inhibeixen.     Això  té  transcendència  perquè  per  fer  la  transició  metafase-­‐anafase  cal  que  la  quinasa   d’aquesta  fase  del  cicle  cel·∙lular  s’elimini.  Això  es  fa  de  dues  formes  diferents:     -­‐ la  unió  APC/cdc20  actua  sobre  la  ciclina  B,  que  es  la  que  regula  Cdk1  de  manera   que  es  degrada  el  complex  MPF  i  permet  que  la  cèl·∙lula  passi  de  metafase  a   anafase.     -­‐ D’altra  banda  APC/Cdh1  actua  sobre  la  securina  i  per  tant,  la  separasa  pot   actuar,  de  manera  que  es  poden  separar  els  cromosomes  homòlegs.     Per  tant  aquest  punt  de  control  produeix  dues  coses:   -­‐ que  no  es  doni  la  degradació  dels  anells  de  cohesines  i  per  tant  la  segregació  dels   cromosomes  homòlegs   -­‐ que  no  es  doni  transició  metafase-­‐anafase     Aquest  punt  de  control  es  important  perquè  si  funciona  malament  ,  els  cromosomes   segreguen  malament  i  per  tant  el  gàmeta  tindria  la  càrrega  cromosòmica  diferent       26   BR-­‐  Tema  2       (veure  a  les  diapositives  totes  les  proteïnes  que  participen  en  aquests  dos  punts  de  control   explicats).         2.3.3.  Punt  de  control  de  sinapsi  i  recombinació   A  G2,  les  cèl·∙lules  abandonen  el  cicle  mitòtic  i  inicien  les  divisions  meiòtiques  a  través  de   profase  I,  que  es  divideix  en  diferents  fases.  El  fenomen  mes  comú  a  la  profase  I  és  la   recombinació  meiòtica.  El  procés  de  recombinació  també  està  regulat  per  un  punt  de   control  que  verifica  que  la  recombinació  s’ha  produït  correctament  i  identifica  cèl·∙lules   que  no  han  recombinat  bé  i  bloqueja  el  sistema  fins  que  no  es  corregeix  l’error.     Per  entendre  aquest  punt  de  control  de  sinapsi  i  recombinació  hem  de  parlar  del   l’aparellament  dels  cromosomes  X  a  la  oogènesi  i  la  formació  de  la  vesícula  sexual  durant   l’espermatogènesi.       Vesícula  sexual:     Ja  que  els  cromosomes  X  i  Y  nomes  aparellem  per  les  regions  PAR,  es  forma  una  vesícula   sexual  que  és  una  estructura  heterocromàtica  que  serveix  per  evitar  que  s’activin  els   punts  de  control  que  identifiquen  regions  assinàptiques.         27   BR-­‐  Tema  2     La  recombinació  és  important  perquè:   -­‐ Incrementa  la  variabilitat   -­‐ Els  quiasmes  son  necessaris  per  a  la  correcta  orientació  dels  cromosomes  a  la  placa   metafàsica     Tots   els   organismes   presenten   aquest   punt   de   control   que   els   permet   verificar   que   la   recombinació  i  sinapsi  es  correcta.     Hi  ha  moltes  dades  que  la  presencia  d’un  segment  assinàptic  a  diplotè  provoca  el  bloqueig   cel·∙lular  i  en  alguns  casos  l’apoptosi.         Per   entendre   aquest   punt   de   control   hem   d’entendre   el   procés   d’inactivació   dels   cromosomes  X  i  Y  (vesícula  sexual).     Aquests   cromosomes   presenten   regions   que   no   estan   aparellades.   Una   de   les   primeres   etapes   de   la   recombinació   es   els   trencaments   de   doble   cadena   per   Spo11.   Aquests   trencaments,   en   un   bivalent   normal   són   corregits   pel   mecanisme   normal   de   la   recombinació.   Però   en   el   bivalent   dels   cromosomes   X   i   Y,   els   trencaments   no   tenen   la   opció   de   ser   reparats   perquè   no   hi   ha   un   homòleg,   sinó   que   son   reconeguts   per   les   proteïnes   del   mecanisme   de   recombinació   a   zigotè   (com   BRCA1)   i   en   una   fase   posterior   (zigotè-­‐ paquitè)  els  senyals  s’escampen  al  llarg  de  la  longitud  dels  dos  cromosomes  i  al  final  del   procés,   això   implica   la   fosforilació   de   la   histona   H2AX   en   els   dos   cromosomes,   el   que   aporta  heterocromatització.  Això  produeix  la  formació  del  corpuscle  de  la  vesícula  sexual.       La  formació  de  la  vesícula  sexual  es  essencial  perquè  l’espermatogènesi  progressi.  De  fet   en   l’etapa   zigotè-­‐paquitè,   hi   ha   un   pic   d’expressió   gènica   que   només   afecta   als   autosomes,  ja  que  els  sexuals  han  d’estar  sempre  inactius.         28   BR-­‐  Tema  2   En   un   individu   XYY,   si   la   vesícula   sexual   es   forma   amb   els   tres   cromosomes,   la   meiosi   progressa.  Però  si  hi  ha  un  cromosoma  fora  o  no  es  forma  la  vesícula  sexual,  això  implica   apoptosi.       A   paquitè   hi   ha   un   pic   d’expressió   gènica,   a   l’etapa   de   zigotè,   si   s’identifiquen   regions   assinàptiques   podem   tenir   diferents   casos   pel   que   fa     a   on   es   poden   trobar   les   regions   assinàptiques  i  com  respon  el  punt  de  control:   -­‐ Bivalent  normal.  Normalment  si  té  una  regió  assinàptica  aquesta  es  repara  i  no  hi   ha  cap  efecte  en  la  meiosi.   -­‐ Regió  assinàptica:   o Sinapsi  no  homologa   o Manteniment  de  l’assinapsi   -­‐ Univalent;   o Autosinapsi:  només  pot  aparellar  amb  sí  mateix,  si  es  produeix  això  no  hi  ha   regions  assinàptiques  i  es  reparen  els  trencaments  de  doble  cadena.   o No  autosinapsi:  si  no  aparella  amb  si  mateix,  exposa  regions  assinàptiques,   es  a  dir,  trencaments  que  no  s’han  pogut  reparar.       En   tots   els   casos,   si   les   regions   assinàptiques   es   troben   en   els   autosomes,   aquestes   expressen   proteïnes   implicades   amb   la   reparació   del   DNA   i,   per   tant,   el   resultat   serà   la   heterocromatinitzacio   d’aquestes   regions.   La   heterocromatització   d’aquestes   regions   fa   que  les  cèl·∙lules  es  bloquegin,  es  a  dir,  que  no  passin  de  paquitè.     Hem  dit  que  en  aquesta  fase  hi  ha  un  pic  d’expressió  gènica,  si  la  heterocromatització  de   les   regions   assinàptiques   afecta   a   gens   essencials   perquè   continui   la   meiosi,   la   cèl·∙lula     29   BR-­‐  Tema  2   queda   bloquejada   i   s’activa   el   punt   de   control.   Per   tant   el   punt   de   control   detecta   la   manca  d’expressió  de  gens  essencials  per  la  meiosi.       Ex/  Meiosi  en  un  individu  amb  translocació  entre  l’1  i  el  13   Només   progressen   aquelles   cèl·∙lules   germinals   en   el   que   l’1   i   13   formen   tetravalents   i   no   hi   ha   interferència   en   la   vesícula   sexuals.   Si   hi   ha   interferència,   s’heterocromatizen  regions  autosòmiques  i  es  bloqueja  per  tant,  la  cèl·∙lula.           2.3.4.  Formació  del  fus  (SAC)  a  meiosi  I.     El  punt  de  control  del  SAC  s’activa  en  la  mitosi  quan  no  hi  ha  unió  amfitèlica  bipolar.     Però   en   la   meiosi   hi   ha   diferències.   En   la   metafase   I   meiòtica,   els   cinetocors   germans   s’uneixen   sintèlicament   als   cromosomes,   això   provoca   la   segregació   dels   cromosomes   homòlegs,  que  han  recombinat  en  un  punt  com  a  mínim.     Quan   no   hi   ha   unió   sintèlica   a   metafase   I,   surten   des   del   cinetocor   i   cap   al   citoplasma   complexes   inhibitoris   (diverses   proteïnes   que   formen   un   complex,   amb   BubR1   com   a   centre),  que  s’associen  formant  dos  complexes,  un  format  per  Nup98/Rai1    que  inactiva   Cdh1  i  un  altre  format  per  Mad2/BubR  i  3  que  inactiva  Cdc20.     Aquestes  proteïnes  regulen  l’activitat  d’  APC/C:   -­‐ si  no  hi  estan  unides,  APC/C  roman  inactiu   -­‐ si  s’uneixen,  APC/Cc  s’activa     Així   doncs,   l’activació  d’APC/C  nomes  es  produeix  que  hi  ha  unió  sintètica   es   a   dir,   quan   el  cinetocor  no  envia  totes  aquestes  proteïnes.       Quan  s’ha  activat  APC/C,  el  complex  APC/C  /  Cdc20  actua  sobre  la   ciclina   B  que  forma   part  del  complex  MPF.  La  ciclina  B  es  degrada,  de  manera  que  MPF  s’inactiva  i  es  dona  la     30   BR-­‐  Tema  2   transició   de   metafase   I   a   anafase   I.     A   més,   la   separasa   també   es   pot   activar   i   acabar   degradant  les  cohesines.           Durant   la   transició   metafase   I   –anafase   I,   els   cromosomes   homòlegs   segreguen   de   manera   que   les   cromàtides   germanes   s’han   de   mantenir   unides.   Per   tant   la   separada   nomes   elimina   les   cohesiones   del   voltant   dels   braços,   mentre   que   les   cohesines   pericentromèriques  son  resistents  a  la  separasas.  Això  es  perquè  les  cohesines  dels  braços   aquestes   estan   fosforilades   per   la   Polo   like   quinasa.   En   canvi   les   cohesines   de   la   regió   pericentromèrica  no  estan  fosforilades,  ja  que  la  Sgo1  (shugosina  1)  i  la  PP2A  (fosfatasa)     eliminen  els  grups  fosfats  d’aquestes  cohesines,  així  doncs,  no  estan  sotmeses  a  l’acció  de   la  separasa.  (Compte!  a  la  diapositiva  això  esta  al  revés).           31   BR-­‐  Tema  2   A   meiosi   II   passa   el   mateix   que   en   el   cas   de   la   mitosi   l’única   diferencia   es   troba   en   les   cohesines  pericentromèriques.  En  aquesta  fase,  unes  proteïnes  específiques   inactiven   la   PP2A  i  la  Sho1  ,  tot  i  que  no  es  coneix  molt  bé  com  es  fa.  Per  tant  les  cohesines  es  tornen   a  fosforilar  i  es  poden  trencar.           SÍNTESI   Els  punts  de  control  de  la  meiosi  actuen  diferencialment  entre  sexes.     Veurem  les  diferències  mitjançant  exemples:   -­‐ Homes:  La  assinapsi  pot  ser  total  o  parcial  segons  el  tipus  de  alteració  hi  hagi:   o Assinapsi  limitada   § Reordenacions  cromosòmiques  (translocacions,  duplicacions...).     § Cromosomes  addicionals   o Assinapsi  massiva     o Translocació  recíproca:   § Si  aquest  forma  una  regió  assinàptica  amb  gens  que  es  necessiten  per  la   meiosi,  la  cèl·∙lula  s’eliminarà  per  apoptosis.     § Si  les  regions  assinàptiques  no  afecten  a  gens  necessaris  per  la  meiosi,   aquesta   cèl·∙lula   tira   endavant.   Llavors   arriben   univalents,   i   el   punt   de   control  del  SAC  bloquejarà  la  cèl·∙lula.     • Si   el   SAC   actua   correctament,   es   bloqueja   la   cèl·∙lula   i   aquesta   mor.   • Si   el   SAC   no   actua   correctament,   la   cèl·∙lula   tirarà   endavant   i   acabarà  la  meiosi.     o Si  la  la  heterocromatització  que  es  produeix  a  la  regions   assinàtiques   afecta   a   gens   necessaris   per   l’espermatogènesi,   llavors   es   produeix   un   bloqueig   a   la   maduració   de   l’espermatogènesi.   Per   tant   aquest   bloqueig   es   una   conseqüència   del   silenciament   de   regions  assinàptiques    a  paquitè.     o Si  la  heterocromatització  no  afecta  a  gens  necessaris  per   l’espermatogènesi,  es  transmet  l’anomalia.     o Cromosoma  extra   § El  punt  de  control  a  paquitè  s’activa  i  fa  arribar  el  cromosoma  arribar  a   metafase   en   forma   d’univalent   heterocromatitzat.   Les   cèl·∙lules   tiren   endavant   • El   punt   de   control   del   SAC   s’activa   perquè   només   hi   ha   un   univalent,  per  tant  les  cèl·∙lules  arriben  bloquejades   • Si   el   punt   de   control   del   SAC   no   s’activa,   es   pot   donar   la   transmissió  d’una  anomalia  cromosòmica  a  la  descendència.     o Assinapsi  massiva;  afecta  a  tots  els  segments  cromosòmics.   § El   punt   de   control   de   paquitè   (sinapsi   i   recombinació)   davant   aquesta   situació  falla  (el  NSUC  –punt  de  control  de  sinapsi  i  recombinació  dels     32   BR-­‐  Tema  2   -­‐     autosomes-­‐    falla)  però  en   el   cas   dels   mascles   hi   ha   un   altre   punt   de   control   de   sinapsi   i   recombinació   perquè   hi   ha   la   vesícula   sexual  Per   tant,   malgrat   que   falli   NSUC,   hi   ha   un   segon   sistema   que   controla   la   sinapsi,  de  manera  que  gràcies  a  aquest  les  cèl·∙lules  tiraran  endavant.       Dones:  La  assinapsi  pot  ser  total  o  parcial  segons  el  tipus  de  alteració  hi  hagi:   o Assinapsi  limitada   § Reordenacions  cromosòmiques  (translocacions,  duplicacions...).     § Cromosomes  addicionals   o Assinapsi  massiva     o Monosomia  de  l’X  (síndrome  de  Turner)   § Autoaparellament  de  l’X.     • La   cèl·∙lula   pot   tirar   endavant   i   superar   el   punt   de   control   de   paquitè   o En  dones,  el  punt  de  control  del  SAC  està  atenuat,  per   tant,   si   un   univalent   supera   el   punt   de   control   de   paquitè,   generalment   no   és   detectat   pel   SAC   i   es   transmet  a  la  descendència   § No  autoaparellament:     • El   punt   de   control   de   paquitè   heterocromatitza   les   regions   assinàptiques  de  manera  que  els  gens  de  l’X,  que  són  essencials   perquè   l’oogènesi   continui   no   estan   actius,   així   doncs,   es   bloqueja  la  cèl·∙lula.     o Reordenació  cromosòmica  de  regions  concretes   § Si  afecta  a  gens  essencials  per  l’oogènesi,    bloqueig     § Si  no  afecta  a  gens  essencials  per  l’oogènesi,  la  cèl·∙lula  tira  endavant   • Si  tira  endavant  i  arriba  de  forma  de  univalent  al  punt  de  control   del  SAC,  tirarà  endavant.  Per  tant,  es  transmetrà  la  reordenació   cromosòmica   o El  punt  de  control  del  sac  és  molt  deficient  en  femelles   en  comparació  amb  mascles.   o Assinapsi  massiva:     § El   punt   de   control   de   paquitè   no   funciona,   així   doncs   la   cèl·∙lula   progressa.   • Tenim   molts   i   com   que   n’hi   ha   tants,   normalment   el   punt   de   control  del  SAC  s’activa  i  la  cèl·∙lula  es  bloqueja,  tot  i  que  hi  ha   un  risc  de  transmissió  a  la  descendència.   *   La   asinapsi   massiva   afecta   al   punt   de   control   de   paquitè   perquè   s’han   de   repartir   les   proteïnes   en   totes   les   regions   assinàptiques   i   no   es   pot   heterocromatinitzar  tot  el  que  esta  malament.       (veure  esquema  de  les  possibles  vies  a  la  presentació)         33   BR-­‐  Tema  2   En  resum:   -­‐ -­‐ Si  els  punts  de  control  funcionen  bé:  Detecten  els  errors,  es  reparen  o  eliminació   cèl·∙lulesà  No  gàmetes  anormals,  tot  i  que  pot  afectar  a  la  quantitat  de  gàmetes   produïts  i  per  tant  també  comprometre  la  reproducció.   Si  punts  de  control  no  funcionen  bé,  o  els  errors  no  son  detectats,  son  permissius,   ...  (gens  mutats,  productes  no  funcionals,  degradats,  ...)  à  Gàmetes  amb   anomalies  (genètiques  o  funcionals)  per  tant  reproducció  compromesa,  risc  de   transmissió.   Els  punts  de  controls  no  son  sempre  100%  eficients  i  per  tant  el  fet  que  es  transmetin   anomalies  depèn  de  la  seva  eficiència.     -­‐ -­‐ -­‐ El  25%  dels  oòcits  presenten  aneuploïdies   El  2%  dels  espermatozoides  presenten  aneuploïdies   Això  indica  la  diferència  entre  l’efectivitat  dels  punts  de  control  en  mascles  i   femelles.     Diferències  respecte  mascles  i  femelles   -­‐ -­‐         El  punt  de  control  del  SAC  està  atenuat  en  femelles   El   fet   que   en   femelles   no   hi   hagi   un   segon   control   a   paquitè,   que   correspon   al   dels   cromosomes  sexuals,  fa  que  aquest  sigui  menys  efectiu.     34   ...