UNIVERSIDAD INTERNACIONAL TRES FRONTERAS

MEIOSIS & FECUNDACIÓN

ALUMNOS:

Lilian Vázquez

Fabián Torres

Shirley Jacqueline Cano

María Elena Gámez

Miriam Montania

Nimia Colman

Andrea Agüero

PROFESOR: Lic. Mario Segovia

CARRERA: Licenciatura en Kinesiología y Fisioterapia.

CÁTEDRA: Biología General

CURSO: 1° año

2015

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Índice Pag.

Introducción…………………………………………………………………………….3

I. MEIOSIS………………………………………………………………..4

1. Concepto………………………………………………………………………………4

2. Historia de la Meiosis…………………………………………………………………4

3. Proceso celular………………………………………………………………………...4

3.1 Meiosis I……………………………………………………………………………..4

3.1.1 Profase I……………………………………………………………………………5

3.1.2 Metafase I………………………………………………………………………….6

3.1.3 Anafase I…………………………………………………………………………...6

3.1.4 Telofase I…………………………………………………………………………6

3.2 Meiosis II…………………………………………………………………………….7

3.2.1 Profase II…………………………………………………………………………...7

3.2.2 Metafase II…………………………………………………………………………7

3.2.3 Anafase II………………………………………………………………………….7

3.2.4 Telofase II…………………………………………………………………………7

4. Variabilidad genética…………………………………………………………………7

5. Meiosis y ciclo vital…………………………………………………………………...8

6. Diferencias entre la mitosis y la meiosis……………………………………………...9

7. Anomalías cromosómicas……………………………………………………………10

7.1 Anomalías en humanos……………………………………………………………10

7.1.1 Monosomía……………………………………………………………………….10

7.1.2 Trisomía…………………………………………………………………………..10

II. Fecundación……………………………………………………………………11

1. Concepto. Características……………………………………………………………11

2. Los términos fecundación y concepción…………………………………………….11

3. Condiciones esenciales………………………………………………………………11

4. Fecundación en el ser humano……………………………………………………….12

5. Huevo o cigoto……………………………………………………………………….14

6. La Fecundación humana sin espermatozoides…………………………………….....14

Conclusión……………………………………………………………………………..18

Anexos………………………………………………………………………………….19

Bibliografía. …………………………………………………………………………...21

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Introducción

La meiosis constituye uno de los mecanismos fundamentales de la reproducción sexual.

Mediante este tipo de división nuclear se forman células sexuales o gametos, que tienen

la mitad de cromosomas que las células de la especie. Durante la fecundación, la unión

de dos células haploides da origen a una nueva célula diploide.

De esta forma, se garantiza la constancia en el número de cromosomas de una especie,

así como la variedad en sus descendientes, ya que cada uno recibirá una combinación de

genes única de cada uno de sus progenitores. En los seres humanos, la meiosis se

produce exclusivamente en las gónadas: los testículos y los ovarios. En el hombre, la

meiosis origina cuatro células haploides que al madurar se convierten en

espermatozoides. En la mujer, la división es irregular y se forman tres pequeños

corpúsculos polares que degeneran y un solo óvulo maduro.

La fecundación es el proceso de la unión de gametos masculinos (espermatozoide), con

los femeninos (ovulo), sucede en la reproducción sexual, a su vez esta fecundación

puede ser interna o externa.

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I. MEIOSIS

1. Concepto

Meiosis, proceso especial de división del núcleo celular en el que se producen dos

divisiones celulares sucesivas que dan lugar a la formación de cuatro células hijas

haploides, con la mitad del número de cromosomas de la célula original.

2. Historia de la Meiosis

La meiosis fue descubierta y descrita por primera vez en 1876 por el conocido biólogo

alemán Oscar Hertwig (1849-1922), estudiando los huevos del erizo de mar. Fue

descrita otra vez en 1883, en el nivel de cromosomas, por el zoólogo belga Edouard Van

Beneden (1846-1910) en los huevos de los gusanos parásitos Ascaris. En 1887 observó

que en la primera división celular que llevaba a la formación de un huevo, los

cromosomas no se dividían en dos longitudinalmente como en la división celular

asexual, sino que cada par de cromosomas se separaba paraformar dos células, cada una

de las cuales presentaba tan solo la mitad del número usual de cromosomas.

Posteriormente, ambas células se dividían de nuevo según el proceso asexual ordinario.

Van Beneden denominó a este proceso “meiosis”.

El significado de la meiosis para la reproducción y la herencia, sin embargo, no se

describió hasta 1890, cuando el biólogo alemán August Weismann (1834-1914) observó

que eran necesarias dos divisiones celulares para transformar una célula diploide en

cuatro células haploides si debía mantenerse el número de cromosomas. En 1911 el

genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866- 1945) observó el

sobrecruzamiento en la meiosis de la mosca de la fruta, proporcionando así la primera

interpretación segura y verdadera sobre la meiosis.

3. Proceso celular Los pasos preparatorios que conducen a la meiosis son idénticos en patrón y nombre a

la interfase del ciclo mitótico de la célula. La interfase se divide en tres fases.

Fase G1: caracterizada por el aumento de tamaño de la célula debido a la fabricación

acelerada de orgánulos, proteínas y otras materias celulares.

Fase S : se replica el material genético, es decir, el ADN se replica dando origen a

dos cadenas nuevas, unidas por el centrómero. Los cromosomas, que hasta el

momento tenían una sola cromátida, ahora tienen dos. Se replica el 98 % del ADN,

el 2 % restante queda sin replicar.

Fase G2: la célula continúa aumentando su biomasa.

3.1 Meiosis I

En meiosis 1, los cromosomas en una célula diploide se dividen nuevamente. Este es el

paso de la meiosis que genera diversidad genética.

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3.1.1 Profase I

La Profase I de la primera división meiótica es la etapa más compleja del proceso y a su

vez se divide en 5 subetapas, que son:

a. Leptoteno: La primera etapa de Profase I es la etapa del leptoteno, durante la cual

los cromosomas individuales comienzan a condensar en filamentos largos dentro del

núcleo. Cada cromosoma tiene un elemento axial, un armazón proteico que lo recorre a

lo largo, y por el cual se ancla a la envuelta nuclear. A lo largo de los cromosomas van

apareciendo unos pequeños engrosamientos denominados cromómeros. La masa

cromática es 4c y es diploide 2n.

b. Zigoteno o zigonema: Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta

quedar recombinados en toda su longitud. Esto se conoce como sinapsis (unión) y el

complejo resultante se conoce como bivalente o tétrada (nombre que prefieren los

citogenetistas), donde los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean,

asociándose así cromátidas homólogas. Producto de la sinapsis, se forma el complejo

sinaptonémico (estructura observable solo con el microscopio electrónico). La

disposición de los cromómeros a lo largo del cromosoma parece estar determinado

genéticamente. Tal es así que incluso se utiliza la disposición de estos cromómeros para

poder distinguir cada cromosoma durante la profase I meiótica. Además el eje proteico

central pasa a formar los elementos laterales del complejo sinaptonémico, una estructura

elementos laterales y uno central que se van cerrando a modo de cremallera y que

garantiza el perfecto apareamiento entre homólogos. En el apareamiento entre

homólogos también está implicada la secuencia de genes de cada cromosoma, lo cual

evita el apareamiento entre cromosomas no homólogos. Durante el zigoteno concluye la

replicación del ADN (2% restante) que recibe el nombre de zig-ADN.

c. Paquiteno: Una vez que los cromosomas homólogos están perfectamente

apareados formando estructuras que se denominan bivalentes se produce el fenómeno

de entrecruzamiento cromosómico (crossing-over) en el cual las cromátidas homólogas

no hermanas intercambian material genético. La recombinación genética resultante hace

aumentar en gran medida la variación genética entre la descendencia de progenitores

que se reproducen por vía sexual. La recombinación genética está mediada por la

aparición entre los dos homólogos de una estructura proteica de 90 nm de diámetro

llamada nódulo de recombinación. En él se encuentran las enzimas que medían en el

proceso de recombinación. Durante esta fase se produce una pequeña síntesis de ADN,

que probablemente está relacionada con fenómenos de reparación de ADN ligados al

proceso de recombinación.

d. Diploteno Los cromosomas continúan condensándose hasta que se pueden

comenzar a observar las dos cromátidas de cada cromosoma. Además en este momento

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se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinación.

Estas estructuras en forma de X reciben el nombre quiasmas. Cada quiasma se origina

en un sitio de entrecruzamiento, lugar en el que anteriormente se rompieron dos

cromátidas homólogas que intercambiaron material genético y se reunieron. En este

punto la meiosis puede sufrir una pausa, como ocurre en el caso de la formación de los

óvulos humanos.Así, la línea germinal de los óvulos humanos sufre esta pausa hacia el

séptimo mes del desarrollo embrionario y su proceso de meiosis no continuará hasta

alcanzar lamadurez sexual. A este estado de latencia se le denomina dictioteno.

e. Diacinesis: Esta etapa apenas se distingue del diplonema. Podemos observar los

cromosomas algo más condensados y los quiasmas. El final de la diacinesis y por tanto

de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la membrana nuclear. Durante

toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa

la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo.

Anotaciones de la Profase I

La membrana nuclear desaparece. Un cinetocoro se forma por cada cromosoma, no uno

por cada cromátida, y los cromosomas adosados a fibras del huso comienzan a moverse.

Algunas veces las tétradas son visibles al microscopio. Las cromátidas hermanas

continúan estrechamente alineadas en toda su longitud, pero los cromosomas

homólogos ya no lo están y sus centrómeros y cinetocoros se encuentran separados.

3.1.2 Metafase I

El huso acromático aparece totalmente desarrollado, los cromosomas se sitúan en el

plano ecuatorial y unen sus centrómeros a los filamentos del huso.

3.1.3 Anafase I

Los cromosomas se separan de forma uniforme. Los microtúbulos del huso se acortan

en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar los cromosomas homólogos

a lados opuestos de la célula, junto con la ayuda de proteínas motoras. Ya que cada

cromosoma homólogo tiene solo un cinetocoro, se forma un juego haploide (n) en cada

lado. En la repartición de cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma

materno se dirige a un polo y el paterno al contrario. Por tanto el número de

cromosomas maternos y paternos que haya a cada polo varía al azar en cada meiosis.

Por ejemplo, para el caso de una especie 2n = 4 puede ocurrir que un polo tenga dos

cromosomas maternos y el otro los dos paternos; o bien que cada polo tenga uno

materno y otro paterno.

3.1.4 Telofase I

Cada célula hija ahora tiene la mitad del número de cromosomas pero cada cromosoma

consiste en un par de cromátidas. Los microtúbulos que componen la red del huso

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mitótico desaparecen, y una membrana nuclear nueva rodea cada sistema haploide. Los

cromosomas se desenrollan nuevamente dentro de la carioteca (membrana nuclear).

Ocurre la citocinesis (proceso paralelo en el que se separa la membrana celular en las

células animales o la formación de esta en las células vegetales, finalizando con la

creación de dos células hijas). Después suele ocurrir la intercinesis, parecido a una

segunda interfase, pero no es una interfase verdadera, ya que no ocurre ninguna réplica

del ADN. No es un proceso universal, ya que si no ocurre las células pasan directamente

a la metafase II.

3.2 Meiosis II

3.2.1 Profase II

Profase Temprana: Comienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucléolo. Se hacen

evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como

cromosomas visibles.

Profase Tardía II: Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el

huso entre los centríolos, que se han desplazado a los polos de la célula.

3.2.2 Metafase II

Las fibras del huso se unen a los centrómeros de los cromosomas. Estos últimos se

alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. La primera y segunda metafase

pueden distinguirse con facilidad, en la metafase I las cromátidas se disponen en haces

de cuatro (tétrada) y en la metafase II lo hacen en grupos de dos (como en la metafase

mitótica).

3.2.3 Anafase II

Las cromátidas se separan de sus centrómeros, y un juego de cromosomas se desplaza

hacia cada polo. Durante la Anafase II las cromátidas, unidas a fibras del huso en sus

cinetocoros, se separan y se desplazan a polos opuestos, como lo hacen en la anafase

mitótica. Como en la mitosis, cada cromátida se denomina ahora cromosoma.

3.2.4 Telofase II

En la telofase II hay un miembro de cada par homólogo en cada polo. Cada uno es un

cromosoma no duplicado. Se reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso

acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual para formar hilos de

cromatina, y ocurre la citocinesis.

4. Variabilidad genética

El proceso de meiosis presenta una vital importancia en el ciclo de vida o los ciclos

vitales ya que hay una reducción del número de cromosomas a la mitad, es decir, de una

célula diploide (ej: 46 cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23

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cromosomas). Esta reducción a la mitad permite que en la fecundación se mantenga el

número de cromosomas de la especie. También hay una recombinación de información

genética, que es heredada del padre y la madre; el apareamiento de los homólogos y

consecuente crossing-over permite el intercambio de información genética. Por lo tanto

el nuevo individuo hereda información genética única y nueva, y no un cromosoma

íntegro de uno de sus parientes. Otra característica importante en la significación de la

meiosis para la reproducción sexual, es la segregación al azar de cromosomas maternos

y paternos. La separación de los cromosomas paternos y maternos recombinados,

durante la anafase I y II, se realiza completamente al azar, hecho que contribuye al

aumento de la diversidad genética. En la anafase I, por cada par de homólogos existen

dos posibilidades: un cromosoma puede ir a un polo mitótico o al otro. El número de

combinaciones posibles por tanto se calcula 2n donde n es el número de pares de

cromosomas homólogos (variaciones con repetición de n elementos en grupos de 2). En

el ser humano, que tiene 23 pares de cromosomas homólogos, tiene la posibilidad de

recombinación con 223 = 8 388 608 combinaciones, sin tener en cuenta las múltiples

combinaciones posibilitadas por la recombinación en el crossing-over.

5. Meiosis y ciclo vital La reproducción sexual se caracteriza por la fusión de dos células sexuales haploides

para formar un cigoto diploide, por lo que se deduce que, en un ciclo vital sexual, debe

ocurrir la meiosis antes de que se originen los gametos. En los animales y en otros

pocos organismos, la meiosis precede de manera inmediata a la formación de gametos.

Las células somáticas de un organismo individual se multiplican por mitosis y son

diploides; las únicas células haploides son los gametos. Estos se forman cuando algunas

células de la línea germinal experimentan la meiosis. La formación de gametos recibe el

nombre de gametogénesis. La gametogénesis masculina, denominada espermatogénesis,

conduce a la formación de cuatro espermatozoides haploides por cada célula que entra

en la meiosis.

En contraste, la gametogénesis femenina, llamada ovogénesis, genera un solo óvulo por

cada célula que entra en la meiosis, mediante un proceso que asigna virtualmente todo

el citoplasma a uno solo de los dos núcleos en cada división meiótica. Al final de la

primera división meiótica se retiene un núcleo; el otro, llamado primer cuerpo polar, se

excluye de la célula y por último degenera. De modo similar, al final de la segunda

división un núcleo se convierte en el segundo cuerpo polar y el otro núcleo sobrevive.

De esta forma, un núcleo haploide pasa a ser el receptor de la mayor parte del

citoplasma y los nutrimentos acumulados de la célula meiótica original. Sin embargo,

aunque la meiosis se realiza en algún punto de los ciclos vitales sexuales, no siempre

precede directamente a la formación de gametos. Muchos eucariontes sencillos (incluso

algunos hongos y algas) permanecen haploides (sus células se dividen por mitosis) la

mayor parte de su vida, y los individuos pueden ser unicelulares o pluricelulares. En

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ellos, dos gametos haploides (producidos por mitosis) se fusionan para formar un cigoto

diploide, que experimenta la meiosis para volver al estado haploide.

Los ciclos vitales más complejos se encuentran en vegetales y en algunas algas. Estos

ciclos vitales, que se caracterizan por alternancia de generaciones, consisten en una

etapa diploide multicelular, denominada generación esporofita, y una etapa haloideo

multicelular, a la que se llama generación gametófita. Las células esporofitas diploides

experimentan la meiosis para formar esporas haploides, cada una de las cuales se divide

en forma mitótica para producir un gametofito haploide multicelular. Los gametofitos

producen gametos por mitosis. Los gametos femeninos y masculinos (óvulos y

espermatozoides) se fusionan entonces para formar un cigoto diploide, el cual se divide

de manera mitótica para producir un esporofito diploide multicelular.

6. Diferencias entre la mitosis y la meiosis La meiosis guarda muchas similitudes con la mitosis, otra forma de división del núcleo

de las células. Sin embargo, existen diferencias muy importantes. La meiosis tiene lugar

en dos etapas, meiosis I y II, e implica, a diferencia de la mitosis, dos divisiones

celulares consecutivas sin que, en la segunda división, se produzca la duplicación del

ADN. Mientras que la división del núcleo de una célula mediante mitosis produce dos

células diploides idénticas, en la meiosis el número de cromosomas se reduce a la mitad

y se originan células haploides. La sucesión de dos divisiones celulares da como

resultado la formación de cuatro células haploides que contienen cada una un

cromosoma de cada pareja de la célula progenitora.

7. Anomalías cromosómicas

En la meiosis debe tener lugar una correcta separación de las cromátidas hacia los polos

durante la anafase, lo que se conoce como disyunción meiótica; cuando esto no ocurre,

o hay un retraso en la primera o segunda división meióticas, conduce a problemas en la

configuración de los cromosomas, alterándose el número correcto de estos, es decir,

dejan de ser múltiplos del número haploide original de la especie, lo que se conoce

como aneuploidía.

Entre los problemas en el material genético encontramos:

Nulisomía en la que falta un par de cromosomas homólogos (2n-2 cromosomas)

Monosomía (2n-1 cromosomas)

Trisomía (2n+1 cromosomas)

En los animales sólo son viables monosomías y trisomías. Los individuos nulisómicos

no suelen manifestarse, puesto que es una condición letal en diploides.

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7.1 Anomalías en humanos.

7.1.1 Monosomía

Monosomía autosómica: produce la muerte en el útero.

- Síndrome de Turner: solamente un cromosoma X presente. Los afectados son

hembras estériles, de estatura baja y un repliegue membranoso entre el cuello y los

hombros. Poseen el pecho con forma de escudo y pezones muy separados, así como

ovarios rudimentarios y manchas marrones en las piernas.

7.1.2 Trisomía

Síndrome de Down .- Trisomía del cromosoma 21: es la aneuploidía más

viable, con un 0,15% de individuos en la población. Incluye retraso mental (C.I de 20-

50), cara ancha y achatada, estatura baja, ojos con pliegue apicántico y lengua grande y

arrugada.

Síndrome de Patau - Trisomía del cromosoma 13. Se trata de la trisomía

menos frecuente. Se suele asociar con un problema meiótico materno, más que paterno

y, al igual que en el síndrome de Down, el riesgo aumenta con la edad de la madre. Los

afectados mueren poco tiempo después de nacer, la mayoría antes de los 3 meses, como

mucho llegan al año. Se cree que entre el 80 y 90% de los fetos con el síndrome no

llegan a término.

Síndrome de Edwards - Trisomía del cromosoma 18. Es una enfermedad

infrecuente, que clínicamente se caracteriza por bajo peso al nacer, talla baja, retraso

mental y del desarrollo psicomotor (coordinación de la actividad muscular y mental), e

hipertonía (tono anormalmente elevado del músculo). Está acompañada de diversas

anomalías viscerales.

Síndrome de Klinefelter - Un cromosoma X adicional en varones (XXY). Produce

individuos altos, con físico ligeramente feminizado, coeficiente intelectual algo

reducido, disposición femenina del vello del pubis, atrofia testicular y desarrollo

mamario.

Síndrome del supermacho - Un cromosoma Y adicional en varones (XYY). No

presenta diferencias frente a los varones normales y de hecho se duda sobre el uso del

término “síndrome” para esta condición.

Síndrome de la superhembra - Un cromosoma X adicional en mujeres (XXX).

No supone un riesgo aumentado de problemas de salud. Las mujeres con esta condición

son altas, de bajo peso, con irregularidad en el periodo menstrual y rara vez presentan

debilidad mental.

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II. Fecundación.

1. Concepto. Características.

Fecundación, en biología, fusión de los materiales de los núcleos de dos gametos que da

lugar a la formación de un cigoto, o embrión. La conjugación es un tipo de fecundación

que puede ocurrir en las bacterias, algas y otros organismos inferiores, que se produce

por la transferencia o intercambio de material genético entre dos células , o por su

fusión en una. En la mayoría de las formas superiores, la reproducción es el resultado de

la unión de dos gametos distintos, o heterogametos, uno masculino y otro femenino, y

por lo general, el término fecundación se limita a la descripción de este proceso.

El gameto femenino, llamado huevo, óvulo, o célula germinal femenina, es

relativamente grande, contiene una reserva de nutrientes (yema y en ocasiones clara), y

por lo general, carece de movilidad. Los gametos masculinos, llamados

espermatozoides, espermatozoos, o células germinales masculinas, contienen una

reserva muy pequeña de alimento, tienen centrosomas, y son móviles. Los gametos

tienen sólo una dotación de cromosomas y son, por tanto, haploides; el cigoto que

resulta de su unión tiene una dotación cromosómica doble y es diploide.

2. Los términos fecundación y concepción

Si bien de unos años a la fecha se ha querido distanciar estos términos para referirse

como etapas distintas del proceso de gestación,[6] los términos fecundación y

concepción han sido considerados como sinónimos, en tanto que la palabra fecundación

hace referencia a todo el proceso desde que los espermatozoides entran al útero, viajan y

encuentran al óvulo. En cambio, concepción es el momento exacto en el que el

espermatozoide entra en el ovocito y desencadena una serie de cambios que darán lugar

al desarrollo del embrión.

En el Diccionario médico-biológico, histórico y etimológico, editado por la Universidad

de Salamanca, se define a la concepción como el comienzo del embarazo, abarcando la

unión del óvulo y el espermatozoide, y en anidamiento o implantación del huevo en el

útero. Su origen viene del latín "con- unión, contacto, acción completa; cep- coger,

recibir; y tion- acción

3. Condiciones esenciales.

La reproducción sexual requiere una serie de condiciones que llevan al desarrollo

normal del cigoto y de la forma joven inmadura. Los padres se comportan de modo que

estas situaciones y condiciones se vean favorecidas. En muchos animales acuáticos,

como las medusas, las células sexuales se liberan en el agua y la fecundación se produce

por casualidad. La gran producción de óvulos y esperma aumenta la probabilidad de que

esto ocurra. En otros animales como el salmón, los dos sexos se reúnen durante la época

de reproducción y liberan los óvulos y el esperma cuando están próximos, lo que eleva

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la probabilidad de que se produzca la fecundación. En algunas salamandras, el macho

deposita su esperma en una masa gelatinosa que la hembra recoge con los rebordes de

su cloaca, de modo que la fecundación de los óvulos es interna. En las ranas y los sapos

la fecundación se produce por lo general fuera del cuerpo de la hembra. Hay un tipo de

conducta reproductiva especial llamada acoplamiento, durante la cual el macho se

coloca sobre el dorso de la hembra, y aproxima las células sexuales. La copulación, o

coito, es una conducta muy especializada en la que las células germinales del macho se

liberan dentro del tracto genital de la hembra. Este depósito de líquido espermático en el

cuerpo de la hembra se denomina inseminación. La copulación es utilizada por muchos

gusanos parásitos, caracoles e insectos, y por todos los reptiles, las aves y los

mamíferos. No existe una secuencia evolutiva lógica de los hábitos reproductivos.

Mientras que grupos muy diferentes de animales emplean los mismos métodos de

fecundación, otros relacionados estrechamente difieren mucho en ellos. En general, la

fecundación externa se produce con más frecuencia en los seres acuáticos y anfibios que

en los terrestres, ya que la fecundación debe tener lugar en un medio húmedo, y el

embrión resultante debe ser protegido de la sequedad.

4. Fecundación en el ser humano.

El proceso de fecundación se inicia con el contacto entre los gametos. Dicho encuentro

ocurre en las trompas de Falopio del aparato genital femenino, habitualmente en la

región de la ampolla uterina.

Primero el espermatozoide penetra la corona radiada del ovocito II, hasta entrar en

contacto con la zona pelúcida. Esto da origen a la reacción acrosómica en la cabeza del

espermatozoide, que le permite entrar a la zona pelúcida. Tanto la cola del

espermatozoide como enzimas de la mucosa tubárica contribuyen con la hialuronidasa

acrosómica para abrirle el paso al espermatozoide por la zona pelúcida.[5] Además de la

hialuronidasa, otras enzimas del acrosoma pueden contribuir a la penetración de la zona

pelúcida: ciertas esterasas, acrosinas como la arrocina y la neuraminidasa. Se necesita

más de un espermatozoide para lograr fecundar al ovocito. La red de la zona granulosa

no es fácil de atravesar para un espermatozoide. Los espermatozoides tienen

haluiorinasa para facilitar el paso hasta llegar a la zona pelúcida. Algunos

espermatozoides van soltando la cápsula de la vesícula acrosómica para dejar un

camino. Es imprescindible poseer el acrosoma intacto para formar el ovocito, pues sin

acrosoma, el espermatozoide no podrá atravesar la membrana del óvulo. Por lo tanto se

necesitan espermatozoides que liberen sus enzimas antes de llegar al ovocito para que

estas degraden la zona granulosa y así algún espermatozoide consiga llegar a la zona

pelúcida con su acrosoma intacto y pueda entonces fecundar al ovocito.

Cuando el espermatozoide se encuentra con la zona pelúcida se une a ella. Se produce

entonces la reacción acrosómica inducida o la proteína ZP3. La membrana celular del

espermatozoide se fusiona con la membrana exterior del acrosoma y el contenido se

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libera a través de unos poros. Las enzimas liberadas (acrosina principalmente, parecida

a la tripsina) van disolviendo la zona pelúcida y permitiendo el paso del espermatozoide

empujado por el flagelo a una velocidad de una micra por minuto. La zona pelúcida

tiene entre 17 ± 4.0 μm; es decir, que atraviesa la zona entre 10 y 30 minutos.

La unión a la zona pelúcida es un paso decisivo de la fecundación. Cuando la reacción

ha terminado el espermatozoide está recubierto por la membrana interna del acrosoma.

Este cambio es esencial para el contacto posterior con el ovocito. La zona

postacrosómica entra en contacto con las microvellosidades del ovocito. A continuación

se funden las membranas y entran en contacto los citoplasmas. El contenido del

espermatozoide entra dentro del citoplasma del ovocito. Sin una correcta reacción

acrosómica la zona postacrosómica no entra en contacto de forma adecuada con el

ovocito. Tanto la pieza media como el flagelo del espermatozoide pueden entrar en el

ovocito. Tan pronto como un espermatozoide aborda el ovocito se debe evitar la entrada

de otro para evitar la polispermia. Esto se provoca con dos mecanismos:

La unión dispara una veloz ola despolarizadora en el ovolema que altera la superficie.

Una entrada masiva de iones Na+ impide nuevas fusiones de membrana. En un bloqueo

temprano, inmediato y transitorio. Una segunda oleada despolarizadora provocada por

iones Ca++ provoca el vaciado de miles de vesículas corticales al espacio perivitelino.

Son lisosomas que contienen numerosas enzimas que endurecen la zona pelúcida. El

endurecimiento impide de forma permanente la entrada de más espermatozoides y

protege al cigoto.

Es notable la capacidad que tienen los zooides para levantar el segundo bloqueo

meiótico, que imposibilitaba al ovocito II a continuar con el proceso de meiosis. Una

vez que el zooide penetra la zona pelúcida y toma contacto con la membrana plasmática

del ovocito II, se produce una intensificación del metabolismo respiratorio de esta

célula, se forma el segundo cuerpo polar, que es una célula más pequeña y sin material

genético, producto de la conclusión del proceso meiótico. A partir del momento de la

fecundación se restablece el número cromosómico y se define el sexo del embrión,

según si el espermatozoide porta un cromosoma X o un cromosoma Y (los ovocitos sólo

pueden llevar un cromosoma X).

Es común la idea de que para fecundar a un único ovocito se necesita un solo

espermatozoide. Se sabe que es necesaria la aportación de varios espermatozoides para

poder fecundar un ovocito. La hialurasa se secreta solamente si el espermatozoide llega

a la zona pélucida, pero a veces hay espermatozoides que llevan a cabo la reacción

acrosómica antes de tiempo, de forma que van degradando el ácido hiarulónico que

rodea al ovocito, van despejando el camino a otros espermatozoides. Así pues, se

necesitan varios espermatozoides para llegar a fecundar un único ovocito. Además, el

movimiento hiperactivo conjunto se cree que también ayuda en la penetración en el

ovocito.

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Otra duda que podría surgir es si las mitocondrias y la cola del espermatozoide entran al

citoplasma del ovocito, ya que se conoce que las mitocondrias del individuo adulto

proceden de la madre. Se sabe que tanto las mitocondrias como la cola entran en el

ovocito pero, una vez dentro, tiene lugar la degradación activa de las mitocondrias

paternas y la eliminación del flagelo. Existen casos en los que algunas mitocondrias del

espermatozoide no son eliminadas y quedan presentes en algunos tejidos del feto, esto

conduce a raras enfermedades genéticas.

5. Huevo o cigoto

Después de haber ocurrido la fecundación el cigoto (previamente llamado óvulo cuando

el espermatozoide hace el ingreso y se ha reanudado la metafase II) comienza a

experimentar una serie de sucesos como la segmentación que son las divisiones

celulares y se mantiene el tamaño del huevo, se producen los blastómeros y en la

gastrulación ocurre el desplazamiento de los blastómeros, se origina la zona animal y la

zona vegetal. Puede formarse el blastocele( cavidad de la blástula)y se originan los ejes

principales: eje anterior-posterior, eje dorsal-ventral y eje lateral izquierdo-derecho. Los

huevos se clasifican según la existencia o no de vitelo (alecíticos, sin vitelo, y

endolecíticos), según la cantidad de vitelo (oligolecíticos, si tienen cantidad mínima de

deutoplasma, homolecíticos o isoleucítico si el vitelo está distribuido homogéneamente,

mesolecítico o heterolecítico, su el vitelo esta en una mayor cantidad y se concentra en

determinadas regiones del huevo y macrolecíticos si tienen gran cantidad de vitelo en

todo el huevo)

6. La Fecundación humana sin espermatozoides

El desarrollo de espermatozoides tiene lugar en el epitelio de los tubos seminíferos del

testículo. Cada espermatozoide tarda aproximadamente 64 días en ultimar su desarrollo,

a partir de una célula madre, en un proceso caracterizado por, al menos, tres divisiones

mitóticas y dos divisiones meióticas. Las células más jóvenes de la familia

espermatogénica son las espermatogonias. Se trata de células diploides, es decir, con

dos ejemplares de cada cromosoma, y que están situadas cerca de la base del túbulo

seminífero. Antes de llegar a la fase de espermatocitos primarios, se dividen

activamente. Los espermatocitos sufren dos meiosis sucesivas, al final de las cuales los

espermatocitos secundarios dan origen a dos espermátides redondas, unas células

haploides que, al igual que los espermatozoides, solamente tienen cromosomas en un

solo ejemplar. Esta reducción del material genético es necesario para que, en la

fecundación, el genoma del hombre y el de la mujer se unan y formen el genoma del

futuro embrión.

Los cambios que, a continuación, sufre la espermátide redonda para convertirse en

espermatozoide parecen tener como objetivo esencial dotar al gameto masculino de la

capacidad necesaria para llegar al óvulo, penetrar en sus capas protectoras y fusionarse

con él. La célula se afina, hace aparecer un eje antero-posterior (espermátide

15

«alargada») y desarrolla un flagelo, una especie de hélice que le servirá para sus

desplazamientos. Se forma también una vesícula secretora llamada acrosoma, que

contiene enzimas hidrolíticos utilizados por el espermatozoide para penetrar en el óvulo

en el momento de la fecundación. Finalmente, tienen lugar modificaciones importantes

en la composición de las proteínas del núcleo. Los RNA mensajeros (RNAm) que

transcriben los mensajes del DNA para realizar todos estos cambios son sintetizados en

abundancia hasta la fase de espermátide redonda, pero no más allá.

Algunas especies de RNAm solamente se traducen en proteínas durante el desarrollo de

las espermátides alargadas, cuando la transcripción ya se ha detenido. Ocurre que el

proceso de espermatogénesis queda perturbado hasta el punto de provocar una

azoospermia, es decir, ausencia de espermatozoides en el eyaculado. A pesar de todo, en

las azoospermias llamadas excretoras u obstructivas, hay espermatozoides que se

desarrollan en el testículo, de donde pueden tomarse fácilmente mediante biopsia. De

ahí que, en estos últimos años, se haya desarrollado la técnica llamada ICSI (inyección

intracitoplásmica de espermatozoides). Estudios recientes demuestran que, en ausencia

de espermatozoides, a veces son recuperables las espermátides, en su fase redonda o

alargada, a partir de biopsias testiculares, o incluso, en ciertos pacientes, a partir del

eyaculado. Y que estas espermátides pueden fecundar el óvulo humano. En 1995,

utilizando espermátides redondas tomadas del eyaculado, nacieron dos niños. En 1996,

nació un tercer niño gracias a una espermátide alargada tomada por biopsia testicular.

Al igual que los dos primeros, este niño no presentó ninguna anomalía detectable. Por

tanto, ha quedado demostrado que es posible tratar la infertilidad humana aunque no se

disponga de espermatozoides.

Estos primeros resultados fueron consecuencia de unos alentadores estudios con

animales de laboratorio (ratón, conejo). Sin embargo, la experiencia de que disponemos

puede decirse que es sólo un preliminar (véase «Los ensayos en el hombre»). No se

dominan aún todos los riesgos potenciales, y la aplicación al hombre exige una gran

prudencia. La situación es tanto más delicada cuanto que los primeros resultados han

sido ampliamente difundidos por la prensa y por otros medios de comunicación de

masas, lo que ha creado grandes esperanzas en muchos hombres que hasta ahora se

creían incapaces de convertirse en padres biológicos y se habían resignado a aceptar una

inseminación artificial de su esposa con el esperma de un donante, o bien a solicitar una

adopción.

Para apreciar los riesgos que implica la concepción con espermátides, es necesario

definirlos, ponderarlos y prever los medios adecuados para reducirlos. Como la

espermátide no está dotada de los elementos necesarios para penetrar en el óvulo por sus

propios medios, es inevitable recurrir a una técnica artificial. Los trabajos originales en

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animales empleaban la electrofusión: fusión de la membrana plásmica de la espermátide

con la del óvulo mediante una descarga eléctrica, después de haber inyectado la

espermátide en el espacio que hay entre el óvulo y la zona translúcida que lo envuelve.

En el hombre, los investigadores han preferido recurrir a la inyección directa de la

espermátide en el citoplasma ovular. En ciertos casos, las espermátides fueron

físicamente desintegradas y solamente se inyectó su núcleo.

Electrofusión o inyección directa son técnicas artificiales que implican la ruptura parcial

y temporal de la membrana plásmica que protege el medio interno del óvulo. Durante la

inyección intracitoplásmica, el ovocito se mantiene en un medio de cultivo en el que

hay una mezcla de iones inorgánicos y varios componentes orgánicos, incluso proteínas.

En circunstancias normales, el acceso de la mayor parte de estas sustancias al interior

del ovocito está controlado por la membrana plásmica. La inyección intracitoplásmica

abre temporalmente esta barrera natural, lo cual facilita la entrada en el ovocito de los

componentes del medio. Por tanto, es indispensable un control riguroso de este medio.

La situación no es diferente en el caso de la inyección de espermatozoides maduros

(ICSI).

Conviene tener en cuenta que, para el éxito de esta técnica, es indispensable el paso de

las sustancias extracelulares a través de la membrana plásmica dañada. La entrada

masiva de iones calcio favorece la activación ovular, pero también, sin duda, el cierre

rápido de las aberturas creadas en la membrana y la restauración de la composición

normal del medio intracelular.

Otra preocupación: la inyección directa de la espermátide en el óvulo suprime cualquier

contacto entre las membranas plásmicas de las dos células. Es sabido que la inyección

intraovular de espermatozoides maduros provoca una ligera modificación de la

respuesta ovular en el espermatozoide fecundante, lo cual es observable en la evolución

de la concentración del calcio intracelular libre. Se podía sospechar que la ausencia de

este contacto entre las dos membranas induce unas irregularidades en el ciclo celular,

capaces de causar anomalías cromosómicas.

Ahora bien, la inyección intraovular de un núcleo aislado de espermátide, practicada por

algunos equipos, puede, a su vez, dar origen a otras anomalías. La activación ovular

durante la fecundación depende de la liberación, a partir del gameto masculino, de un

factor citoplásmico que ha sido definido recientemente. Por tanto, al rechazar el

citoplasma de la espermátide, se corre el riesgo de prescindir de una cantidad

considerable de este factor, a menos que esté asociado principalmente al núcleo, lo cual

está lejos de haber sido probado. Excluir el citoplasma de la espermátide puede también

acarrear la pérdida del centrosoma, que tiene un papel fundamental en la división

celular. Esto no es manifiestamente grave en el ratón, en el cual la inyección de los

núcleos aislados de espermátides funciona incluso mejor que la inyección de

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espermátides enteras. Pero el ratón representa una excepción en la regla general según la

cual el centrosoma paterno es el que tiene el papel de motor en la meiosis, mientras que

el centrosoma materno queda reprimido. Por tanto, lo que funciona bien en el ratón no

funcionará en el hombre. Esto podría explicar por qué la inyección intraovular de

núcleos aislados de espermátides parece ser menos eficaz respecto a la inyección de las

espermátides enteras. En realidad noventa y seis ensayos con inyección de núcleos

aislados no han dado más que cuatro embarazos —que, por otra parte, no llegaron a

término—, mientras que nacieron tres niños entre, solamente, doce ciclos de tratamiento

con inyección de espermátides enteras.

A pesar de que los resultados obtenidos en los animales y en el hombre demuestran que

la procreación con espermátides es factible, sería grave asimilar estos primeros

resultados a una garantía de ausencia de riesgo. En el contexto práctico de la aplicación

a un individuo, hay que formularse cada vez dos preguntas. En primer lugar, por qué el

individuo no produce espermatozoides. Y en segundo lugar, saber si, además del

material genético, las espermátides del paciente contienen todos los elementos

necesarios para el desarrollo del futuro embrión. La primera pregunta nos lleva a la

sospecha de posibles anomalías genéticas; la segunda se refiere a la problemática

compleja de los factores epigenéticos. Se sabe que muchas anomalías genéticas se

manifiestan sobre todo en problemas de espermatogénesis. A título de ejemplo, téngase

en cuenta que muchos «microdeleciones» en el brazo largo del cromosoma Y pueden

asociarse a una azoospermia radical, aunque es posible que la producción de

espermátides se haya conservado. Si se desea que los portadores de anomalías genéticas

de este tipo procreen por medio de la concepción con espermátides, es probable que su

infertilidad congénita se transmita a su descendencia masculina.

Pero los factores genéticos no son los únicos que pueden provocar azoospermia, sino

que en ella pueden intervenir muchísimos factores medioambientales. Estos factores no

genéticos, aunque no transmisibles a la descendencia, son numerosos: contaminantes

alimentarios (sustancias químicas utilizadas en la industria agroalimentaria),

medicamentos (por ejemplo, anabolizantes), e incluso traumatismos físicos (entrañen o

no la producción de anticuerpos), infecciones víricas, diversas sustancias tóxicas, ciertas

radiaciones, elevación de la temperatura a causa de una infección o del modo de vestir,

etc. La perturbación de la espermatogénesis también puede deberse a modificaciones de

la red de irrigación de los testículos (varicocele, etc.).

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Conclusión

La meiosis es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en

las glándulas sexuales para la producción de gametos. Es un proceso de división celular

en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la

capacidad de generar cuatro células haploides (n). En los organismos con reproducción

sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y

espermatozoides (gametos). Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y

citoplasmáticas, llamada primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I

y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.

La fecundación consiste en la fusión de los materiales de los núcleos de dos gametos

que da lugar a la formación de un cigoto, o embrión. La conjugación es un tipo de

fecundación que puede ocurrir en las bacterias, algas y otros organismos inferiores, que

se produce por la transferencia o intercambio de material genético entre dos células , o

por su fusión en una. En la mayoría de las formas superiores, la reproducción es el

resultado de la unión de dos gametos distintos, o heterogametos, uno masculino y otro

femenino, y por lo general, el término fecundación se limita a la descripción de este

proceso.

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Anexo 1: Fases de la meiosis

Anexo 2: Fases de la meiosis

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Anexo 3: Diferencias entre mitosis y meiosis.

Anexo 4: Fecundación

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Bibliografía

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humana y biología del desarrollo. 3° Ed. Pp.5-8 y 36. Omega. Madrid

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Científico: RBA Revistas. Barcelona: España.