2.30: Gametogénesis
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¿Cuál es la célula más grande de la Tierra?
El huevo de avestruz - sin fertilizar, claro. Sí, este óvulo, al igual que un óvulo humano, es solo una célula. La membrana de cáscara de huevo encierra el núcleo que contiene el material genético y el citoplasma.
Gametogénesis
Al final de la meiosis se han producido cuatro células haploides, pero las células aún no son gametos. Las células necesitan desarrollarse antes de convertirse en gametos maduros capaces de fertilizar. El desarrollo de células haploides en gametos se llama gametogénesis.
¿Cuánto ADN hay en un gameto? El espermatozoide se forma por meiosis y espermatogénesis. Debido a que se forma por meiosis, el espermatozoide tiene sólo la mitad de ADN que una célula corporal. Observe los tres segmentos distintos: una pieza de cabeza, una cola de flagelos y una pieza media de mitocondrias mayoritariamente. ¿Cuál es el papel de cada sección? La gametogénesis puede diferir entre machos y hembras. Los gametos masculinos se llaman espermatozoides. Los gametos femeninos se llaman óvulos. En los machos humanos, por ejemplo, el proceso que produce [1]espermatozoides maduros se llama espermatogénesis. Durante este proceso, los [2]espermatozoides crecen una cola y adquieren la capacidad de “nadar”, como el espermatozoide humano que se muestra en la Figura a continuación. En las hembras humanas, el proceso que produce huevos maduros se llama oogénesis. Solo se produce un óvulo a partir de las cuatro células haploides que resultan de la meiosis. El huevo único es una célula muy grande, como se puede ver en el óvulo humano en la Figura a continuación.
Un esperma humano es una célula diminuta con cola. Un huevo humano es mucho más grande. Ambas células son gametos haploides maduros que son capaces de fertilizar. ¿Qué proceso se muestra en esta fotografía? Observe el esperma con la pieza de cabeza que contiene el material genético, una cola de flagelos que propulsa al esperma, y una pieza media de mitocondrias en su mayoría, suministrando ATP. Espermatogénesis y Oogénesis
Durante la espermatogénesis, los espermatocitos primarios pasan por la primera división celular de la meiosis para producir espermatocitos secundarios. Se trata de células haploides. Los espermatocitos secundarios luego completan rápidamente la división meiótica para convertirse en espermátidas, que también son células haploides. Las cuatro células haploides producidas a partir de la meiosis desarrollan una cola de flagelo y una pieza de cabeza compacta para convertirse en espermatozoides maduros, capaces de nadar y fertilizar un óvulo. La cabeza compacta, que ha perdido la mayor parte de su citoplasma, es clave en la formación de una forma aerodinámica. La pieza media del esperma, que conecta la cabeza con la cola, contiene muchas mitocondrias, proporcionando energía a la célula. El espermatozoide aporta esencialmente solo ADN al cigoto.
Por otro lado, el huevo aporta la otra mitad del ADN, pero también organelos, bloques de construcción para compuestos como proteínas y ácidos nucleicos, y otros materiales necesarios. El óvulo, al ser mucho más grande que un espermatozoide, contiene casi todo el citoplasma que tendrá un embrión en desarrollo durante sus primeros días de vida. Por lo tanto, la oogénesis es un proceso mucho más complicado que la espermatogénesis.
La ogenia comienza antes del nacimiento y no se completa hasta después de la fecundación. La ogenia comienza cuando la oogonia (singular, oogonio), que son los óvulos inmaduros que se forman en los ovarios antes del nacimiento y tienen el número diploide de cromosomas, se someten a mitosis para formar ovocitos primarios, también con el número diploide. La ovogénesis procede a medida que un ovocito primario experimenta la primera división celular de la meiosis para formar ovocitos secundarios con el número haploide de cromosomas. Un ovocito secundario solo experimenta la segunda división celular meiótica para formar un óvulo haploide si es fertilizado por un espermatozoide. El único óvulo que resulta de la meiosis contiene la mayor parte del citoplasma, nutrientes y orgánulos. Esta distribución desigual de materiales produce una célula grande, y una célula con poco más que ADN. Esta otra célula, conocida como cuerpo polar, finalmente se descompone. La célula más grande sufre meiosis II, produciendo una vez más una célula grande y un cuerpo polar. La célula grande se desarrolla en el gameto maduro, llamado óvulo (Figura a continuación). La distribución desigual del citoplasma durante la oogénesis es necesaria ya que el cigoto que resulta de la fertilización recibe todo su citoplasma del óvulo. Entonces el huevo necesita tener la mayor cantidad de citoplasma posible.
Maduración del óvulo. Observe que solo se forma un óvulo maduro, u óvulo, durante la meiosis del ovocito primario. Se pueden formar tres cuerpos polares durante la oogénesis. Estos cuerpos polares no formarán gametos maduros. Por el contrario, se forman cuatro espermátidas haploides durante la meiosis a partir del espermatocito primario. Resumen
- La meiosis es un paso durante la espermatogénesis y la oogénesis.
- La espermatogénesis produce cuatro espermatozoides haploides, mientras que la ovogénesis produce un óvulo maduro.
Revisar
- ¿Qué es la gametogénesis y cuándo ocurre?
- ¿Cuáles son las principales diferencias entre la oogénesis y la espermatogénesis?
- ¿Cuántos cromosomas hay en una oogonía humana?
- ¿Por qué hay una distribución desigual del citoplasma durante la oogénesis?
| Imagen | Referencia | Atribuciones |
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[Figura 1] | Crédito: Laura Guerin Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC |
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[Figura 2] | Crédito: Derechos de autor de la imagen MichaelTaylor, 2014 Fuente: http://www.shutterstock.com Licencia: Usado bajo licencia de Shutterstock.com |
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[Figura 3] | Crédito: Cortesía de www.PDimages.com Fuente: http://www.pdimages.com/03709.html Licencia: Dominio Público |
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[Figura 4] | Crédito: Laura Guerin Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0 |