Embriología. Tema 2 (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Veterinaria - 1º curso
Asignatura Morfologia I
Año del apunte 2017
Páginas 8
Fecha de subida 23/07/2017
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Tema 2 Fecundación Útil: https://www.youtube.com/watch?v=G3lQMZgK-cw *Antes de la teoria nos enseña este vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=rOL2LM9rlUo En animales marinos, que depositan huevos, suele haber cierta quimiotaxis por parte de los ovocitos para que los espermatozoides los encuentren. Esto solo está sospechado en macho.
Estructura del aparato genital femenino Ovario Trompas uterinas - Infundíbulo - Ampolla: es donde tiene lugar la fecundación - Istmo: porción estrecha, entrada al cuerpo del útero Útero: la morfologia cambia mucho según la especie.
- Cuernos - Cuerpo - Cuello: tiene una musculatura muy potente. El cervix regula la cerrada, habrá moco que evite que no entre nada si la hembra no está en celo.
Tipos de inseminación según la especie - Inseminación vaginal: toro.
- Inseminación uterina (en la entrada del cuello) en la mayoría de especies.
Tiempo desde la cópula hasta que el espermatozoide llega a las trompas: - Vacas: 30 minutos.
- Perra: pocos minutos 1r contacto y reconocimiento entre gametos Los espermatozoides han de llegar del lugar de inseminación al lugar de fecundación. Eso se producirá gracias a contracciones, tanto vaginales como uterinas, que empujan los espermatozoides hacia el cuello del útero (cerda: contracción cada dos minutos). Al llegar a los cuernos del útero se libera la energia de las mitocondrias que hará que suban los cuernos del útero.
*En la cabeza del espermatozoide habrá unos receptores, denominados sp56, que le permitirán llegar al ovocito sin equivocarse. Cuando los espermatozoides pasan por el epididímo estos son descapacitados por una substancia segregada por el mismo, el epidídimo segrega una substancia que bloquea los receptores sp56.
Capacitación: fase final del desarrollo del espermatozoide donde adquiere la habilidad de fecundar al ovocito. In vivo ocurre tras la eyaculación, cuando los espermatozoides entran en contacto con los diferentes fluidos del tracto genital femenino. Adquiere la capacidad de unirse a la zona pelúcida del ovocito y de llevar a cabo la reacción acrosómica. Durante la capacitación, el espermatozoide ocurren una serie de procesos: - El tracto genital de la hembra segrega el factor de descapacitación (ß-amilasa). Entonces los receptores sp56 ya estarán listos. Por eso los más rápidos no siempre serán los mejores, porque tal vez aún no estarán descapacitados.
- El tracto genital de la hembra es rico en albúmina, la cual extraerá el colesterol de la membrana del espermatozoide reblandeciéndola. Al extraer el colesterol la pared se volverá más fragil, menos rígida.
Entonces el espermatozoide llegará al ovocito.
El cruce de la corona radiata o cúmulus ooforus, al contrario de lo que se podria deducir, no intervienen enzimas en este proceso. Se debe principalmente al fuerte movimiento flagelar de los espermatozoides. Cuando el espermatozoide cruza la corona radiada llega a la zona pelúcida, que es la capa proteica que se encuentra debajo.
En la zona pelúcuida habrá tres proteinas (ZP1, ZP2 y ZP3) que se encargan del reconocimiento entre gametos de la misma especie. Estas proteinas estarán formando cadenas de ZP1, ZP2 y ZP3. Esas cadenas tienen carbohidrados que se unirán al sp56 del espermatozoide. La cabeza del espermatozoide tiene receptores sp56 que reconocen los carbohidratos presentes en la proteína ZP3. Ésta es específica de especie, por lo que otorga especificidad y reconocimiento.
Reacción acrosómica Con el reconocimiento de la ZP3 de la zona pelúcida por parte de los receptores sp56 de la cabeza del espermatozoide ocurrirá la exocitosis del contenido acrosómico. Esto ocurrirá gracias a un cambio de potencial de membrana que abrirá los canales de calcio, permitiendo la fosforilación (activación) de los enzimas.
Enzimas del contenido acrosómico: - Lisinas: tipo hialuronidasa, dispersa la corona radiada.
- Acrosinas: proteasas, actúan como la tripsina.
- Fosfolipasa-A: desestabiltiza los fosfolípidos del oolema para permitir la fusión de membranas.
Cuando se rompa la membrana externa de los espermatozoides se perderán los receptores sp56.
Como la zona pelúcida es esponjosa entrarán en juego unas proteínas localizadas en la parte interna de la membrana del acrosoma (foto anterior: rosa). Estas proteínas similares a las bindinas se unirán a ZP2 y mantendrán unido al espermatozoide mientras el contenido del acrosoma hace efecto.
La ZP2 va a permitir la fusión de las membranas plasmáticas del espermatozoide y del ovocito.
Los enzimas citados anteriormente harán un agujero en la zona pelúcida permetiendo al espermatozoide acceder a la membrana del ovocito.
El espermatozoide en principio se mete entero incluida la cola, al menos en mamiferos. La cola y el cetriolo distal degeneran pronto, el anterior formará parte del fuso mitótico. El espermatozoide de mamíferos entra de lado.
Cuando el espermatozoide entra en el espacio perivitelino comienza la fusión de las membranas de ambos gametos. En los mamíferos todo el oolema (membrana celular femenina) es capaz de fusionarse con el espermatozoide. Éste, sin embargo, lo hace por una zona concreta, el segmento ecuatorial. La fusión parece estar mediada por una proteína del espermatozoide que interactua con una integrina asociada a CD9 en el gameto femenino.
* No hacer caso a la forma del espermatozoide, ésta varia según la especie.
Cuando el segmento ecuatorial se une a la membrana del ovocito se forma el cono de fecundación. El cono de fecundación es la elevación de la membrana y el citoplasma del ovocito para poder integrar al espermatozoide. Cuando las membranas de ambos gametos se han compactado del todo ocurrirá la liberación de los gránulos corticales del ovocito. Más tarde se descondensará la cromatina del espermatozoide para formar un nuevo núcleo que permita la anfimixis (unión del material genético de los gametocitos).
Bloqueo de la polispermia Regulación de la entrada de espermatozoides por dos vías: - Bloqueo rápido: cambio de polaridad de la membrana de -70mV —> +20mV. Esto dura unos minutos y bloquea que otros espermatozoides no puedan entrar. NO en mamíferos! - Bloqueo lento: exocitosis de los gránulos corticales. En mamíferos solo conocemos éste tipo de bloqueo, y simplemente se le llama bloqueo de la poliespermia. Es lo que se explicará a continuación Reacción cortical 1. Formación del cono de fecundación: en la membrana del ovocito 2. Augmenta el calcio intracelular: para que se produzca la exocitosis del contenido de los gránulos. Los azucares de los ZP3 disociarán y los espermatozoides cercanos ya no podrán entrar por la zona pelúcida.
*Cuando se forman los gránulos la zona pelucida se separa del ovocito y es cuando se forma AQUI el espacio perivitelino. Se producen muchas oxidaciones que hacen que se endurezca la zona pelúcida. Los espermatozoides que entren, cuando la zona pelucida se endurezca se verán bloqueados.
3. Modificaciones bioquímicas: - Hay gran consumo de oxígeno por parte del ovocito: la oxidación hace que la membrana pelúcida se endurezca.
- Aumenta la permeabilidad del oolema*: acelerandose el intercambio con el medio externo.
- El ARNm se activa y comienza la síntesis proteica Aumento de la permeabilidad del olema Al fijarse el espermatozoide a la membrana se activa la proteina-G, que a su vez activa una fosfolipasa C. Esta fosfolipasa C corta el fosfatidilinositol-4,5-bifosfato en diacilglicerol e inositol trifosfato. El inositol trifosfato permite la liberación de Ca2+ del retículo endoplásmico. El diacilglicerol activa una proteína quinasa C, que junto con el Ca2+ pone en funcionamiento en la membrana la bomba de intercambio Na+ por H+, elevando el pH del óvulo, manteniéndolo elevado durante toda la segmentación. El incremento del Ca2+ y el aumento del pH permite que se produzca la exocitosis de los gránulos corticales y la activación ovular.
En el momento que el espermatozoide entra en el oocito este activa su nucleo, completando la meiosis (estaba parado en metafase) y expulsando el 2º corpúsculo polar al espacio perivitelino. Normalmente, a estas alturas, el 1r corpúsculo polar ya habrá sido reabsorvido y no se verá.
Anfimixis o fusión del material genético: los dos pronucleos se desplazan uno hacia el otro, hacia el centro celular. La fusión del material genético es imprescindible para mezclar los caracteres hereditarios de ambos progéneros.
Consecuencias de la fecundación 1. Restablecimiento del numero diploide de cromosomas 2. Determinación del sexo del nuevo individuo 3. Expresión de la variabilidad dentro de la especie por la combincación de cromosomas maternos y paternos 4. Activación metabólica del huevo 5. Comienzo de la segmentación Los dos pronucleos formados en la fecundación no tienen la misma potencialidad, no son equivalentes. Esto se ve porque cuando un espermatozoide fecunda un ovocito que carece de núcleo lo que hace el espermatozoide es duplicarse. Aun así la célula no será capaz de producir un embrión porque carece del material genético femenino. Lo que se podrucirá a partir de estas células será una especie de tumor denominado mola hidatiforme, es un tumor embrionario.
Cuando el genoma deriva sólo del ovocito, p.e. por la no expulsión del corpúsculo polar o por partenogénesis, se inicia el desarrollo embrionario. Puede formar incluso órganos, lo que pasa es que no serán viables y degenerarán al poco tiempo. Estos embriones no llegan a denominarse así ya que antes de eso terminan abortándose, no pueden dar lugar a un individuo viable.
Si es al revés, como p.e. nucleo con partenogénesis, se duplica sin macho o porque no saque el primer corpusculo polar y hace divisiones. Puede formar órganos pero no son viables i a los pocos dias ya degenerarán.
Fecundación in vitro Para llevarla a cabo hace falta capacitar antes a los espermatozoides.
Pasos a seguir: 1. Sobreestimulación ovárica: para producir la maduración de varios ovocitos.
2. Recogida por medio de una punción ovárica de los ovocitos maduros.
3. Fertilización de los ovocitos, dos maneras: Fecundación in vitro (FIV): poniendo los ovocitos en contacto en una placa de Petri con espermatozoides. Se intenta que el proceso sea lo más parecido a la naturaleza.
Por microinyección citoplasmática del espermatozoide (ICSI): es la manera cara pero buena. Se coge al mejor esperamatozoide para fecundar y se deposita en el citoplasma del ovocito.
4. Cultivo in vitro de los embriones: hasta alcanzar el estadio de blastocisto.
5. Transferencia de los embriones al útero materno: para que se lleve a cabo la gestación. La implantacion puede ocurrir a partir del estadio de blastocisto. En humano se suele poner más de uno ya que se sabe que no todos animarán y se quiere evitar avorto. Es por eso que en fecundación in vitro hay riesgo de partos numerosos.
En veterinaria el proceso acostumbra a ser más largo: 1. Extracción de los ovocitos, o a partir de tejido ovárico 2. Maduración in vitro de los ovocitos 3. Capacitación de los espermatozoides 4. Sexaje del semen: p.e. para que predominen hembras. Esto se puede hacer a partir del estadio de mórula. Se aspira una de las células y se le mira el cariotipo.
5. Fertilización de los ovocitos • Poniéndolos en contacto en una placa de Petri con espermatozoides, para que el proceso sea lo más parecido a la naturaleza • Por microinyección del espermatozoide en el interior del ovocito 6. Cultivo in vitro de los embriones, hasta alcanzar el estadio de blastocisto 7. Sexaje de los embriones 8. Transferencia de los embriones al útero materno, para que se lleve a cabo la gestación Clonación Consiste en obtener una copia idéntica (organismo, célula o molécula) de un organismo ya desarrollado a partir de su ADN de forma asexual.
¿Como se hizo el primer clon en mamíferos? Se cogió un ovocito de oveja y se le qutó el nucleo. En este ovocito se introdujo material genético de la mama de otra oveja adulta. Se usan descargas para que el material genético pueda entrar al ovocito. A partir de aquí se deja crecer hasta blastocisto y se inserta en otra oveja, donde se implantará. Esta oveja murió antes de tiempo, no se sabe si es por ser clon o por otra razon.
Clonación terapéutica Se trata de conseguir tejidos a partir de células madre. Lo bueno es que estos tejidos tendrán tu mismo material genético y no tendrían que provocar rechazo immunológico.22 No se obtienen individuos nuevos (como en muchos casos de clonación) sino tejidos, p.e. células beta del páncreas.
Partenogénesis Es la formación de un nuevo organismo a partir de un óvulo, sin fusión con el espermatozoide.
Partenogénesis arrenótoca: cuando por partenogénesis solo nacen machos, como en el caso de la abejas. Estos tendrán material genético haploide.
Si hay fecundación, ésta dará lugar a un individuo diploide, a una hembra.
*Si toma jalea real será abeja reina (fértil), sino simplemente una obrera.
Hay otros métodos de partenogénesis p.e. en función de la temperatura.
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