Tema: 3a FECUNDACIÓN

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1 Tema: 3a FECUNDACIÓN

2 Fecundación Fenómeno por el cual se fusionan los gametos femeninos y masculinos que trae como consecuencia biológica: el restablecimiento de la diploidía.

3 Fecundación El proceso de fecundación presenta tres aspectos fundamentales: Encuentro y reconocimiento del espermatozoide con el óvulo. Activación del óvulo, dada por la formación de la membrana de fecundación, modificación de la capa cortical del huevo, reorganizaciones citoplasmáticas y reactivación de intercambios respiratorios. Anfimixia o fusión de los pronúcleos (coexisten los genes paternos)

4 Fecundación Se realiza mediante diferentes mecanismos que son particulares para cada grupo de animales. Fecundación externa: Generalmente se realiza en ambientes acuáticos, típico de equinodermos, moluscos, crustáceos y gran diversidad de peces ovíparos y anfibios. Fecundación interna: característica de aquellos animales que filogenéticamente han alcanzado vida terrestre. presente en algunas especies acuáticas como salamandras, tiburones y peces tropicales vivíparos, entre los vertebrados se encuentran reptiles, aves y mamíferos.

5 Fecundación externa Dos grupos de sustancias que intervienen en distinto grado en la aproximación de los gametos. Fertilisina ovular (ginogamón). Antifertilisina espermática (androgamón). Et Estos términos de gamón fue it introducido id por Hartmann en 1940 para designar las sustancias emitidas por lo gametos.

6 Fecundación externa Los óvulos de erizo de mar emiten substancias solubles en el agua que los contiene, así el agua aovular ejerce una triple acción sobre los gametos masculinos: Activación: los movimientos de los espermatozoides son estimulados. Atracción: el agua ovular tiene un efecto quimiotáctico positivo. Aglutinación: los espermatozoides se agrupan en g p g p paquetes

7 Fecundación externa La responsable de la atracción y aglutinación es la fertilisina ovular. La composición química de la fertilisina ovular aún es un enigma. Sin embargo, es sin duda muy compleja y de naturaleza glucoproteica. La específicidad reside en la diferencia de azúcares que la componen, tales como: galactosa, glucosa y fructosa.

8 Cono de atracción Después que el gameto femenino atrae a los espermatozoides. Se agitan y condensan contra el óvulo, después penetran una mucosa transparente que envuelve al huevo del erizo. El huevo al contacto con un espermatozoide, la membrana se levanta en un punto que constituye al cono de fecundación.

9 B B C A A)Elevación local de l citoplasma del óvulo y de su membrana vitelina al contacto del espermatozoide y forman el cono de atracción. B)En muchos invertebrados se forma un filamento apical (filamento acrosómico) que emerge de la cabeza del espermatozoide y se proyecta hacia el huevo asegurando su captura. C)El gameto masculino entra en contacto con la ganga musoca (mucopolisacáridos) del huevo y penetra.

10 Membrana de fecundación El huevo virgen se halla envuelto en una ganga de mucopolisacáridos. Tiende a disolverse parcialmente con el agua de mar. Debajo de esta ganga se encuentra la membrana ovular o plasmolema ovular sin membrana vitelina. Después de la fecundación aparece una membrana bien definida que delimita y al cual se le conoce como espacio perivitelino.

11 Membrana ovular de fecundación Espacio prerivitelino Gránulos corticales que desaparecen cuando la membrana de fecundación hace su aparición, integrandose reforzando la membrana. La membranogénesis o membrana de fecundación, puede observarse en equinodermos, peces teleósteos, anfibios (Tarea No. 4). Tiempo aprox. de 60 seg. Función es servir de cemento intracelular durante el desarrollo del huevo

12 Desarrollo temprano de erizo de mar. mar (1.1) (1 1) huevo fertilizado, (1.2) embrión de 2 células, (1.3) embrión de 4 células, él l (1 4) embrión (1.4) b ió de 8 células, (1.5) embrión de 12 a 16 células,, ((1.6)) embrión de 32 células. Flechas negras indican los surcos de la hendidura. Escala 40 µm. m Membrana de fertilización Núcleo del cigoto Núcleo del blastómero Primer surco Macrómeros 6. Mesómeros 7. Micrómeros 8. Micrómeros grandes 9. Micrómeros pequeños

13 Bloqueo de la polispermiap Polispermia: Término que hace referencia a la p q f entrada de más de un espermatozoide en el óvulo a fertilizar.

14 Bloqueo de la polispermiap En el momento de la fecundación hay presencia de muchos espermatozoides, sin embargo, sólo uno penetra en el huevo y realiza la anfimixia. De esta manera la monospermia es la regla general. No obstante, algunos huevos ricos en vitelo, tales como los de insectos, presentan normalmente polispermia. Aunque en todos los casos uno sólo de los gametos masculinos resultará fecundante. Los otros degenerarán en el citoplasma ovular.

15 Bloqueo de la polispermiap La causa mas simple que determina la monospermia es la formación de la membrana de fecundación. Es un barrera natural que impide la entrada de espermatozoides. En consecuencia del bloqueo de los espermatozoides se realiza a nivel de la zona cortical del huevo. Las reacciones corticales se realizan en dos tiempos: el primero denominado reacción cortical primaria y el segundo reacción secundaria.

16 Bloqueo de la polispermiap Reacción cortical primaria: mostrará un cambio físico del cortex ovular. Reacción secundaria: será accesorio y se traducirá morfológicamente por la formación de la membrana de fecundación. No obstante, dentro de esta reacción cortical la inhibición de la polispermia se realiza en dos fases.

17 Inhibición de la polispermia Cortex ovular Rápida, de una duración entre uno a dos segundos y se produce una inhibición parcial Lenta, de aprox. 1 min. inhibición definitiva. Morfológicamente corresponde a la capa hialina que recubre a la membrana

18 Evolución del espermatozoide en el interior del óvulo En el interior del óvulo el espermatozoide pierde su motilidad inmediatamente después de la unión con el huevo. Posteriormente hay fusión de las membranas de los dos gametos en una membrana común, así que este fenómeno permite que el espermatozoide penetre hacia el interior. La fecundación no sólo es la fusión de los núcleos, sino que también la de los citoplasmas. Quién proporciona las mitocondrias al embrión?

19 Formación y fusión de los pronúcleos Desde el momento de la penetración dl del espermatozoide al citoplasma ovular, el núcleo masculino se hidrata y se hincha. La membrana nuclear del espermatozoide desaparece. El pronúcleo masculino se convierte en un centro importante de síntesis de proteína y descompactación de DNA. El núcleo femenino evoluciona al mismo tiempo y de la misma manera y será ligeramente mayor al núcleo masculino.

20 Desaparece la membrana nuclear de la célula masculina El núcleo espermático se hincha ligeramente y constituye en pronúcleo masculino Migración del áster a cada lado Centriolo proximal del espermatozoide se rodea de filamentos del áster Fusión de los núcleos

21 Fecundación interna Capacitación de los espermatozoides. Penetración del espermatozoide. Reacción ovular y anfimixia.

22 Capacitación de los espermatozoides Fenómeno por el cual los espermatozoides experimentan un cambio ypasan a ser fecundantes, es decir, los gametos masculinos no serán fecundantes hasta después de permanecer unas horas en las vías genitales.

23 Capacitación de los espermatozoides El espermatozoide experimenta un proceso bioquímico i que se realiza en un período definido id de tiempo, en el tracto genital hasta que pueda ser capaz de penetrar las envolturas del huevo.

24 Capacitación de los espermatozoides En 1973, Austin propone que para que los espermatozoides puedan penetrar a las envolturas de un huevo se efectúan dos procesos bioquímicos aparentemente inducidos por sustancias diferentes. Intervención de una sustancia química de bajo peso molecular es la que preserva la viabilidad del espermatozoide durante su maduración. Sustancia semejante a una proteína que actúa provocando la reacción acrosómica.

25 Capacitación de los espermatozoides 1961 Thibault y Dauzier, proponen que la capacitación de los espermatozoides es un proceso donde intervienen las secreciones del tracto genital femenino. Se sabe que gran parte del proceso de capacitación se debe a un cambio bioquímico que sufre el espermatozoide, en particular en la porción dl del acrosoma y porción de la cabeza

26 Capacitación de los espermatozoides. Penetración del espermatozoide. Reacción ovular y anfimixia.

27 Penetración del espermatozoide En el aparato genital femenino alrededor de 200 a 300 millones de espermatozoides son depositados. Sólo de 300 a 500 espermatozoides llegan al sitio de fecundación. Sólo se necesita uno de ellos para la fecundación. Se considera que los demás que sobreviven al camino ayudan al espermatozoide fecundante a atravesar la primera barrera que protege al ovocito Corona Radiada. d

28 Penetración del espermatozoide Inicialmente se propuso p que la enzima encargada de hidrolizar la primera barrera (corona radiada) era la hialuronidasa. Sin embargo, en la actualidad se considera que la corona radiada es hidrolizada por una acción combinada de acrosina y mucosa tubaria. Los espermatozoides se abren paso por la barrera de la corona radiada d Un espermatozoo atraviesa la membrana del oocito y pierde su propia membrana plasmática Uno ó mas espermatozoides se introducen en la zona pelúcida Esquema de las tres fases de la penetración del oocito

29 Penetración del espermatozoide La segunda barrera que protege al gameto femenino es la zona pelúcida. Esta barrera es atravesada por el espermatozoo con ayuda de enzimas liberadas por el acrosoma. Una vez que el espermatozoo toca la zona pelúcida, se fija firmemente y atraviesa con rapidez. La permeabilidad de la zona pelúcida se modifica inmediatamente después de la entrada del primer espermatozoide, esta cambio es llamado reacción de zona.

30 Penetración del espermatozoide La reacción de zona es desencadenado por contacto de la cabeza del espermatozoo con la superficie del oocito. Por otra parte, se ha visto otros espermatozoides encerrados en la zona pelúcida, no obstante, sólo uno será capaz de introducirse en el oocito.

31 Donde ocurre la fertilización en mamíferos

32 Donde ocurre la fertilización en aves

33 Capacitación de los espermatozoides. Penetración del espermatozoide. Reacción ovular y anfimixia.

34 Reacción ovular y anfimixia Cuando el espermatozoide se pone en contacto con la membrana vitelina del oocito se fusionan las dos membranas plasmáticas. En ese momento, en el que el espermatozoide se ha introducido al oocito, este termina su segunda división de maduración. Se forma el pronúcleo, el citoplasma se contrae y torna visible un espacio previtelino entre el óvulo y la zona pelúcida. Fusión de los pronúcleos.

35 La viabilidad de los espermatozoides Dentro de las características de viabilidad en TODAS las especies es: Liberación de un número de espermatozoides excesivo en relación al número de óvulos. Sí la concentración es menor, la capacidad de fertilización es reducida drásticamente. El número final de espermatozoides que llegan al El número final de espermatozoides que llegan al lugar de fertilización es bajo.

36 La viabilidad de los espermatozoides El tiempo de vida tanto del óvulo como del espermatozoides es limitado, por lo que el proceso debe de ocurrir en un lapso de 24 horas. Motilidad del espermatozoide. Otro factor importante de la viabilidad del espermatozoide es el ph. Un medio alcalino activa al espermatozoide, pero gasta sus reservas muy de energía muy rápido y muere más pronto.

37 Determinación del sexo El origen del sexo se establece a través de dos eventos distintos: Determinación génica Diferenciación sexual

38 Determinación génica Se entiende como el establecimiento del genoma que conduce a la expresión de uno u otro sexo. Es el resultado de la anfimixia. Así como de la segregación y recombinación de los cromosomas sexuales o heterocromosomas aportados por los progenitores.

39 Diferenciación sexual Corresponde a la etapa en que el sexo, ya preestablecido genéticamente se hace evidente. En el humano, la diferenciación sexual se aprecia en embriones de 15 a 16 mm de longitud (seis semanas) Durante este tiempo las gónadas del embrión están INDIFERENCIADAS. Sin embargo, las células germinales y las somáticas contienen su genoma evidentemente determinado.

40 TAREA: Investigar como se lleba a cabo la diferenciación del sexo en reptiles, aves, peces.

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