FECUNDACION-SEGMENTACION -DETERMINACION

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE MEDICINA

CURSO: BIOLOGIA MOLECULAR Y CELULAR

Prof. M. CRUZ BRICEÑO

DPTO DE MORFOLOGIA HUMANA

TRUJILLO - 2010

Proceso por el que dos células (gametos) se fusionan entre si para

crear un nuevo individuo con potenciales genétocos derivados de

ambos padres pero diferentes a ellos.

GAMETOS

FECUNDACION

GAMETOS

Capacitación del espermatozoide

•Alteración en lípidos y glucoproteinas de

membrana plasmática

•Aumento de metabolismo y movilidad

(movimientos energéticos)

•Disminución del potencial de membrana –

hiperpolarización

HCO3-

300 mll de espermatozoides

5-6 h capacitación

200 espermatozoides

3000 µDinas

Fuerza mecánica

Mov. Delicado y lineal -Mov. Vigoroso y errático

ESPERMATOZOIDE

Funciones:

•Sistema de seguridad

•Selecciona a los espermatozoides

•Protege de la polispermia

•Contiene receptores espermáticos

Mitocondria y ribosomas

DNA y RNApol

RNA y Proteínas

Sust. Químicas protectoras

Factores morfogenéticos

Nutrientes

OOCITO

ETAPAS DE LA FECUNDACION

1. Paso del espermatozoide a través de la corona radiada

2. Penetración en la zona pelúcida – Reacción acrosómica

3. Denudación

4. Fusión de las membranas celulares del oocito y el

espermatozoide

5. Reacción cortical – Bloqueo de la polispermia

6. Conclusión de la segunda división del oocito y formación

del pronucleo femenino

7. Formación del pronucleo masculino

8. Singamia y Animixis

1. Penetración de la corona radiada• El espermatozoides alcanza la membrana pelúcida por acción de:

• Hialuronidasa de membrana plasmática

• Fuerza mecánica derivado de los movimientos de

hiperactivación

2. Penetración en la zona pelúzida –

Reacción acrosómica

Procesos biológicos

• Reconocimiento

• Adhesión de gametos

Son consecuencia de interacción de ZP3 -Receptor

Reacción acrosómica

PC=Fosfatidilcolina

LPC=fosfolipasa C

AP= Ac. fosfatídico

consecuencias:

•Liberación de enzimas: Esterasas, acrosina, hialuronidasa

•Exposición de proteína en la mp

•Digestión de Zona pelúcida.

REACCIÓN ACROSOMICA

3. DENUDACION

4. FUSION DE MEMBRANAS CELULARES

Ratones deficientes en fertilina----Son infertiles

Esperma 8 veces menos eficientes que los

normales para unirse a la membrana plasmática

del oocito

Mediada por

•Integrinas del ovulo: Tetraspan

•Desintegrinas del esperma

Consecuencias en el oocito

•Reacción cortical

•Reanudación de la Meiosis

•Activación metabólica del huevo

Proteína de la fusión: Fertilina

Rata: DE

Hamster: PH30

Raton: fertilina

5. FUSION - REACCION CORTICAL

Membrana y zona pelúcida se

vuelven mas refractarias

- Inmovilización de espermatozoides

- Expulsión de espermatozoides atrapados

en ZP

Barrera de fecundación

Componente rápido: Cambio del

potencial de reposo de la mp del

ovocito (despolarización) que impide el

contacto entre el ovulo y otro

espermatozoide

Componente lento: liberación del

contenido de los gránulos corticales

hacia el espacio perivitelino

MECANISMO MOLECULAR DE LA REACCIÓN CORTICAL

Bloqueo de la polispermiaϴ

•Rápida despolarización de la membrana del oocito

•Exocitosis de los gránulos corticales

•Perdida de la capacidad de fusión por elementos

expuestos en la membrana de los gránulos corticales

F. Citostático: MOS

MEK

ERK Complejo promotor Anafase

RSK

Mantiene Ciclina B: FPM

METAFASE II -------------------- ANAFASE II

ϴ

5. REASUNCION DE LA SEGUNDA

DIVISION MEIOTICA POR OVOCITO IIEl aumento de Ca2+ es una señal para completar la

meiosis

El DAG activa proteinas que reanudan la meiosis II

6. FORMACION DE PRONUCLEOS

8. SINGAMIA - ANFIMIXIS

Unión de los pronucleos del espermatozoide y del oocito tras la fecundación

Singamia Anfimixis

CONSECUENCIAS DE LA FECUNDACIÓN

1. Estimulación del oocito a completar la meiosis

2. Reestablecer el número diploide

3. Variabilidad genética de la especie humana a

través del intercambio de los cromosomas

maternos y paternos

4. Mantener la especie

5. Determinación del sexo cromosómico del

embrión.

6. Produce la activación metabólica del oocito para

el inicio de la segmentación del cigoto

SEGMENTACION• Es la etapa del desarrollo en la que el cigoto se

dividen para formar células mas pequeñas llamadas blastomeras

• La naturaleza de las divisiones varía con amplitud entre las distintas especies

–No mamíferos:

»Rápida : (sin G1 ni G2)

» Sincrónica

»No hay crecimiento por que Células: tamaño disminuyen / número aumentan

Segmentación

• En mamíferos: es excepcionalmente distinto en varios aspectos

– Activación temprana del genoma cigótico:

• Divisiones lentas

• Asincrónicas

– Segmentación rotacional:

• Sagital/ Vertical/horizontal

– Compactación: periodo de 8 células

MORULACompactación: cadherina E o ovomorulina

•Etapa de 16 células es posible diferenciar 2 tipos de células

•-Polarizadas externas

•Apolares internas

•Microvellosidades solo apicales

•Cadherinas E distribuidas en superficie

basolateral

•Uniones estrechas

•Uniones en hendidura /gap

•Blastomeras redondas

•Microvellosidades y cadherinas E

de distribución uniforme

Antes Después

BLASTULA

Formación del blastocele

- Na+

-Gradiente de presión

osmótica

-H2O

GASTRULACION

Principales señales inductivas organizativas de los

procesos de gastrulación

NEURULACION

Interacción intercelular

•Cambios en moléculas de adhesión de la

superficie celular

•Cambios en la forma celular mediados por

microtúbulos y microfilamentos

FORMACION DEL TUBO NEURAL

PROCESOS ESENCIALES POR LOS QUE SE FORMA UN

ORGANISMO PLURICELULAR

DETERMINACION CELULARLa célula está determinada si:

• Ha tomado la decisión sobre su desarrollo

• Ha sufrido un cambio autoperpetuante de carácter interno que la

diferencia a ella y su progenie de las otras células del embrión y

que las obliga a tomar una vía de desarrollo especializado

La Determinación como la diferenciación, es regulada por

patrones de expresión de genes reguladores

Célula Somita

proteínas miogénicas: MyoD MyF5, MRF4

Proteína reguladoras Miogenina No Miogenina

Célula determinada mioblasto

Célula diferenciada Célula muscular C. No muscular

REGULACION DE LA DETERMINACIÓN

MEMORIA CELULAR

M. Citoplasmática

Cuando componentes de genes activos presentes en el citoplasma que

actúan directa o indirectamente sobre el genoma, manteniendo la

expresión selectiva de este conjunto determinado de genes

M. Autocrina

Participación de componente citoplasmático pero que se segrega al medio

extracelular y actúa sobre el exterior de la célula para que la célula

permanezca en estado optimo para su producción

Trae un efecto secundario debido a que las células vecinas comparten el

mismo entorno extracelulary tienden a actuar colectivamente, adoptando

el mismo estado.

M. Nuclear

Depende de los cambios autoperpetuantes que son intrínsecos a los

cromosomas

Cambios que definen la selección de genes que se expresan, sin alterar la

secuencia de ADN

Ejemplo

-Inactivacíón de cromosoma X

•Valor posicional

•Especificación regional, adquisición de marcas

bioquímicas distintas de dirección

“Determinadas regionalmente”

El valor posicional de una célula genera

•Su comportamiento en fases consecutivas de

patrón de formación

•La manera en que responden a señales posicionales

posteriores

•Las vías de interacción con células vecinas

•Variedad de diferenciación de ella y su progenie

VÍAS PARA LA DETERMINACIÓN

Comportamiento de la célula

depende de:

- Información que reciba

- Información interior de la cel (determinado por valor posicional)

•DISVISIÓN CELULAR ASIMETRICA

La segregación asimétrica de

Moléculas (morfógenos) hace

de determinante para el

destino de las células

Esta vía es muy común en el

desarrollo embriológico

Comportamiento distinto de las

célula se debe:-Influencia de moléculas segregadas

-Influencia que recibe después

•INHIBICION LATERAL: Las células adyacentes compiten por adoptar un

carácter primario liberando señales inhibidoras hacia las otras.

Interacción competitiva

•INTERACCION INDUCTIVA: señales

externas ( morfógenos) conducen a un grupo

de células a vías de desarrollo distintas

La señal:

-Generalmente está limitada en el tiempo y en

el espacio

-De corto (cel-cel) o largo alcance (molécula

que difunde)

Morfógeno:

•Sustancia que se difunde a partir de un centro emisor y a medida que se aleja

su concentración disminuye

•Sustancia cuya concentración es “leída” por células para descubrir su

posición relativa respecto a esa señal.

•Sustancia difusible que produce respuestas distintas en una célula dada

de acuerdo a su concentración

•Célula polo animal------- activina-------concentraciones bajas----- epidermis

Concentraciones altas------Músculo

Concentraciones altas--------notocorda

•INDUCCIONES SECUENCIALES:

Cambio de vía de las células debido a la influencia de un grupo adyacente de células

Una serie de interacciones pueden generar diversos tipos celulares a partir de un número

reducido de ellos

•Influencia temporal: Función de un reloj intracelular

Las células cambian en su interior, por

lo que puede responder de forma

diferente a una señal inductora en

función del momento en que lo recibe

Determinación y diferenciación celular

• La diferenciación celular es el proceso por el cual lascélulas multipotenciales de los organismosadquieren características específicas que lasdistinguen de las demás.

• Mecanismo complejo que tiene tres etapas:

– Determinación: adscripción a un tipo o linaje celular

– Diferenciación: expresa primeras características propias

– Maduración: adquisición de otras propiedades específicasdel tipo celular– fenotipo celular

• Es proceso complejo, continuo y sin saltos

Tipo de célula determinada• Células de amplificación transitoria

– Células proliferativas que producen otras células también determinadas

• Células progenitoras– Célula que puede seguir la vía de diferenciación o puede proliferar

para dar lugar a un mayor número de células progenitoras con la misma determinación: mioblasto

• Células precursoras:– Célula que por división asimétrica genera una célula hija que

permanecen como precursoras y otra que se diferencias; Célula madre de la piel

• Células definitivamente diferenciadas:– Neurona

Nadie puede llegar a la cima armado sólo de su talento. Dios da el

talento; el trabajo transforma el talento en genio. Anna Pavlova

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