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Fertilización de un óvulo por dos espermatozoides.


¿Qué sucede cuando dos espermatozoides fertilizan un óvulo? Esto puede ser de forma natural o experimental.


Este fenómeno se llama poliespermia y da como resultado un embrión que no es viable. Esto se debe a que tiene más de los dos conjuntos de cromosomas habituales (uno de cada padre), pero uno de la madre y varios (según la cantidad de espermatozoides que ingresan al óvulo) del padre.

Para evitarlo, la mayoría de las especies (incluidos los mamíferos) tienen mecanismos de protección frente a él. La llamada reacción cortical que comienza con la fertilización (el primer espermatozoide que penetra en la zona pellicula) y libera gránulos corticales para evitar que entren más espermatozoides.


Aunque los resultados son fatales en los animales, como explica la respuesta de Chris, investigaciones recientes han demostrado que las plantas pueden producir descendencia viable con tres padres. P.ej.:

  • Las plantas triparentales proporcionan evidencia directa de poliploidía inducida por polispermia, Nakel et al., Nature Communications, 2017

Establecimos un ensayo de detección de poliespermia de alto rendimiento, que descubrió que la fusión de espermatozoides supernumerarios ocurre en planta y puede generar descendencia poliploide viable. Además, la poliespermia puede dar lugar a plántulas con una madre y dos padres, desafiando el concepto bi-organismal de parentesco.

Esta lista de artículos que citan el artículo anterior incluye observaciones más recientes de la herencia triparental en plantas.


Fertilización de un óvulo por dos espermatozoides - Biología

La reproducción sexual comienza con la combinación de un espermatozoide y un óvulo en un proceso llamado fertilización. Esto puede ocurrir en el interior (fertilización interna) o afuera (fertilización externa) el cuerpo de la hembra. Los humanos son un ejemplo de lo primero, mientras que la reproducción de los caballitos de mar es un ejemplo de lo segundo.

La fertilización, ilustrada en la Figura 1a, es el proceso en el que los gametos (un óvulo y un espermatozoide) se fusionan para formar un cigoto. El óvulo y el esperma contienen cada uno un conjunto de cromosomas. Para asegurarse de que la descendencia tenga solo un conjunto diploide completo de cromosomas, solo un espermatozoide debe fusionarse con un óvulo. En los mamíferos, el huevo está protegido por una capa de matriz extracelular que consiste principalmente en glicoproteínas llamadas zona pelúcida. Cuando un espermatozoide se une a la zona pelúcida, una serie de eventos bioquímicos, llamados reacciones acrosomales, tener lugar. En los mamíferos placentarios, el acrosoma contiene enzimas digestivas que inician la degradación de la matriz de glicoproteína que protege el óvulo y permite que la membrana plasmática del esperma se fusione con la membrana plasmática del óvulo, como se ilustra en la Figura 1b. La fusión de estas dos membranas crea una abertura a través de la cual el núcleo del esperma se transfiere al óvulo. Las membranas nucleares del óvulo y el esperma se descomponen y los dos genomas haploides se condensan para formar un genoma diploide.

Figura 1. (a) La fertilización es el proceso en el que el espermatozoide y el óvulo se fusionan para formar un cigoto. (b) Las reacciones acrosómicas ayudan a los espermatozoides a degradar la matriz de glicoproteínas que protege el óvulo y permiten que los espermatozoides transfieran su núcleo. (crédito: (b) modificación del trabajo de Mariana Ruiz Villareal, datos de barra de escala de Matt Russell)

Para asegurarse de que no más de un espermatozoide fertilice el óvulo, una vez que las reacciones acrosómicas tienen lugar en un lugar de la membrana del óvulo, el óvulo libera proteínas en otros lugares para evitar que otros espermatozoides se fusionen con el óvulo. Si este mecanismo falla, múltiples espermatozoides pueden fusionarse con el óvulo, lo que resulta en poliespermia. El embrión resultante no es genéticamente viable y muere a los pocos días.


Etapa de escisión y blástula

El desarrollo de organismos multicelulares comienza a partir de un cigoto unicelular, que experimenta una rápida división celular para formar la blástula. Las rondas múltiples y rápidas de división celular se denominan escisión. La escisión se ilustra en Figura 2a. Una vez que la escisión ha producido más de 100 células, el embrión se denomina blástula. La blástula suele ser una capa esférica de células (el blastodermo) que rodea una cavidad llena de líquido o de yema (el blastocele). Los mamíferos en esta etapa forman una estructura llamada blastocisto, caracterizada por una masa celular interna que es distinta de la blástula circundante, que se muestra en Figura 2b. Durante la escisión, las células se dividen sin un aumento de masa, es decir, un cigoto unicelular grande se divide en múltiples células más pequeñas. Cada célula dentro de la blástula se llama blastómero.

Figura 2. (a) Durante la escisión, el cigoto se divide rápidamente en múltiples células sin aumentar de tamaño.

Figura 2. (b) Las células se reorganizan para formar una bola hueca con una cavidad llena de líquido o de yema llamada blástula. (crédito a: modificación del trabajo de Gray’s Anatomy crédito b: modificación del trabajo de Pearson Scott Foresman, donado a la Fundación Wikimedia)

En los mamíferos, la blástula forma el blastocisto en la siguiente etapa de desarrollo. Aquí, las células de la blástula se organizan en dos capas: la masa celular interna, y una capa externa llamada trofoblasto. La masa celular interna también se conoce como embrioblasto y esta masa de células pasará a formar el embrión. En esta etapa de desarrollo, ilustrada en figura 3 la masa celular interna está formada por células madre embrionarias que se diferenciarán en los diferentes tipos de células que necesita el organismo. El trofoblasto contribuirá a la placenta y nutrirá al embrión.

Figura 3. El reordenamiento de las células de la blástula de mamífero en dos capas, la masa celular interna y el trofoblasto, da como resultado la formación del blastocisto.

Enlace al aprendizaje


Óvulo fertilizado sin esperma

En un extraño avance de la biología reproductiva, los investigadores han fertilizado óvulos de ratón con células del cuerpo de otro ratón, en lugar de esperma. El trabajo es la primera demostración de que los embriones pueden desarrollarse a partir de la combinación de un óvulo intacto y una célula no reproductiva. Pero no descarte la importancia de los espermatozoides por el momento; aún no está claro si alguno de los embriones en etapa temprana podría desarrollarse más.

Justo antes de la fertilización normal, los cromosomas de un óvulo constan de dos copias idénticas, cada una llamada cromátida, del material genético. Cuando el espermatozoide entra en el óvulo, el núcleo del óvulo pasa por su división nuclear final y las cromátidas se separan unas de otras. Un conjunto de cromátidas se convierte en el llamado cuerpo polar y es expulsado de la célula, mientras que el otro conjunto se combina con el semicomplemento de cromosomas de los espermatozoides para formar un genoma completo.

Esta no es una hazaña menor de manipulación genética en sí misma, pero no es todo lo que pueden hacer los huevos. Experimentos anteriores con células humanas y de ratón habían revelado que los espermatozoides inmaduros que todavía contienen dos copias de cada cromosoma podrían fertilizar un óvulo y producir nacimientos vivos; el óvulo evidentemente es capaz de expulsar dos conjuntos adicionales de cromosomas antes de continuar con el desarrollo normal.

Los investigadores de fertilidad Orly Lacham-Kaplan y Rob Daniels de la Universidad de Monash en Melbourne, Australia, se preguntaron si las células somáticas diploides normales, una célula que no sea un espermatozoide o un óvulo que tenga dos copias de cada cromosoma, también podrían fertilizar un óvulo debajo de la condiciones adecuadas. Los investigadores inyectaron núcleos de células de cúmulo (una célula de soporte que rodea los huevos en desarrollo) en huevos de ratón intactos, dejaron que cada huevo descansara durante 2 a 3 horas y luego indujeron químicamente la división celular.

Kaplan dijo en la reunión de la Sociedad Europea de Reproducción Humana y Embriología en Lausana, Suiza, el 2 de julio que aproximadamente la mitad de los 725 huevos sobrevivieron al procedimiento de inyección y 102 de ellos formaron dos cuerpos polares y dos pronúcleos, cada uno con un medio complemento. de cromosomas. De esos óvulos "fertilizados", 47 se desarrollaron en grupos de células llamadas mórulas y 13 pasaron a formar blastocistos, una bola hueca de unos pocos cientos de células que normalmente se implantan en el útero. Ninguno de los embriones se implantó en el útero de un ratón, por lo que el equipo no sabe si los animales podrían nacer con esta técnica.

El resultado es interesante desde una perspectiva de biología celular, dice el pionero de la clonación Ian Wilmut del Instituto Roslin en las afueras de Edimburgo, Escocia. Sin embargo, señala, producir un blastocisto está muy lejos de producir descendencia viva: solo sobrevive un pequeño porcentaje de los blastocistos clonados implantados. "Todavía podría haber daño y rotura de los cromosomas", dice, que interrumpiría el desarrollo en una etapa posterior.


Activación del óvulo por el esperma | Fertilización | Animales | Biología

Algunas de las teorías importantes sobre la activación del óvulo por el esperma son las siguientes: 1. Teoría de Bataillon & # 8217s 2. Teoría de Sensibilización al Calcio 3. Teoría de Loeb & # 8217s 4. Teoría de Lillie & # 8217s 5. Teoría de Activación del Represor.

1. Teoría de Bataillon & # 8217s:

Bataillon (1910, 11, 12 y 16) sugirió que la exudación o la excreción de sustancias hacia el espacio perivitelino y la elevación de la membrana de fertilización activan el huevo. Creía que el huevo no fertilizado se inhibía debido a la acumulación de productos metabólicos y la activación o fertilización conducía a la liberación de estas sustancias al exterior del huevo.

2. Sensibilización a la teoría del calcio:

La importancia del calcio en la activación del huevo se ha enfatizado en dos teorías desarrolladas de forma independiente, a saber, la & # 8220 sensibilización al calcio & # 8221 teoría de Dlacq, Pasteels y Brachet y la & # 8220 liberación de calcio-coagulación protoplásmica & # 8221 teoría de Heilbrunn.

Estas teorías revelaron que:

(i) Las soluciones isotónicas de cloruro de calcio o las soluciones ricas en calcio son activadores eficaces en muchas especies de animales.

(ii) La activación de otros agentes químicos depende de la presencia de iones calcio y

(iii) Privar a los huevos de calcio los sensibilizará a la acción subsiguiente de la solución de calcio.

3. Teoría de Loeb & # 8217s:

Loeb creía que en la fertilización normal los espermatozoides aportan un principio lítico que provoca la citólisis cortical y una segunda sustancia llamada & # 8220 factor correctivo & # 8221 que regula la oxidación. Lovtrup ha apoyado la teoría de activación de Loeb.

Según él, puede haber algunos agentes citolíticos que pueden funcionar como activadores provocando una disolución parcial y una perforación de la membrana plasmática, la apertura de los gránulos corticales y la posterior hinchazón del espacio perivitelino y la activación adicional del huevo fertilizado.

4. Teoría de Lillie & # 8217s:

R.S. Lillie sugirió que los cambios corticales son los principales aspectos de la activación del huevo. La disminución de la viscosidad permite la interacción de diversas sustancias citoplasmáticas que normalmente se mantienen separadas en el huevo inactivo. La sustancia activadora "X", que se forma en el huevo, es comparable a la hormona del crecimiento. Esta sustancia está formada por la unión de dos sustancias "Y" y "Z" que pueden estar inicialmente presentes en baja concentración en el huevo.

Se considera que la sustancia "Y" es un producto del proceso hidrolítico en el huevo y su formación es estimulada por la acción de agentes como el calor y los ácidos, que pueden actuar en condiciones anaeróbicas. Se considera que la sustancia "Z" está formada por procesos sintéticos que pueden ser estimulados por agentes como la hipertonicidad que actúan solo en condiciones aeróbicas. Dado que alguna sustancia de cada tipo está presente, la concentración umbral de "X" se puede alcanzar aumentando en "Y" o en "Z".

5. Teoría de la activación del represor:

Monroy (1965) ha dado algunos argumentos convincentes sobre la activación del óvulo por el esperma en términos moleculares. Según él, durante la maduración del huevo, los sistemas de producción de energía se bloquean, por lo que también se inhiben todas las reacciones que requieren una gran cantidad de energía.

La acumulación de sustancias inhibidoras durante la maduración del huevo parece ser la explicación más probable y, de hecho, reconoció uno de esos inhibidores. Sin embargo, aún queda por explicar cómo se producen tales inhibiciones durante la fase final de maduración y cómo son inactivadas o eliminadas por el óvulo después de la fertilización.

La teoría del represor de Monroy ha sido apoyada por muchos embriólogos como Tomkins, et. Alabama. Metafora, et. al., D. Epel, Berrill y Karp y Balinsky. Ahora bien, existen numerosas evidencias a favor de que las sustancias represoras fabricadas por el huevo en la última fase de maduración inhiben tanto las actividades metabólicas que residen en el citoplasma como las actividades genéticas del núcleo.

La reacción clave de la fertilización es, por tanto, la eliminación de los represores, liberando al mismo tiempo las actividades metabólicas citoplasmáticas y la actividad del sistema genético nuclear.


Cómo funciona la reproducción humana

Los pocos espermatozoides afortunados que alcanzaron el óvulo en la trompa de Falopio lo rodean y comienzan a competir por la entrada. La cabeza de cada espermatozoide, el acrosoma, libera enzimas que comienzan a descomponer la capa exterior gelatinosa de la membrana del óvulo, tratando de penetrar el óvulo. Una vez que ha penetrado un solo espermatozoide, la membrana celular del óvulo cambia sus características eléctricas. Esta señal eléctrica hace que pequeños sacos justo debajo de la membrana (gránulos corticales) viertan su contenido en el espacio que rodea al huevo. El contenido se hincha, empujando a los otros espermatozoides lejos del óvulo en un proceso llamado reacción cortical. La reacción cortical asegura que solo un espermatozoide fertilice el óvulo. Los otros espermatozoides mueren en 48 horas.

El óvulo fertilizado ahora se llama cigoto. La despolarización causada por la penetración de los espermatozoides da como resultado una última ronda de división en el núcleo del óvulo, formando un pronúcleo que contiene solo un conjunto de información genética. El pronúcleo del óvulo se fusiona con el núcleo del esperma. Una vez que los dos pronúcleos se fusionan, la división celular comienza inmediatamente.

El cigoto que se divide se empuja a lo largo de la trompa de Falopio. Aproximadamente cuatro días después de la fertilización, el cigoto tiene alrededor de 100 células y se llama blastocisto. Cuando el blastocisto llega al revestimiento del útero, flota durante unos dos días y finalmente se implanta en la pared uterina unos seis días después de la fecundación. Esto señala el comienzo del embarazo. El blastocisto implantado continúa desarrollándose en el útero durante nueve meses. A medida que el bebé crece, el útero se estira hasta tener el tamaño de una pelota de baloncesto.


Fertilización de un óvulo por dos espermatozoides - Biología

La función principal de la fertilización es combinar los conjuntos haploides de cromosomas de dos individuos en un célula diploide única, el cigoto. Además, la fertilización activa el óvulo. La activación del óvulo bloquea la entrada de espermatozoides adicionales, estimula la división meiótica final y desencadena el inicio del desarrollo embrionario.

¿Cómo entra la cabeza del espermatozoide al óvulo?
¿Cómo EVITA el óvulo la entrada de MÁS DE UN espermatozoide? (Polispermia)

Fertilización normal: animación
Qué sucede cuando un óvulo es fertilizado por dos espermatozoides: Animación.

Nota: La polispermia es un problema importante para la fertilización in vitro de seres humanos (FIV). La tasa de poliespermia en la FIV es de aproximadamente el 10%.

Polispermia se previene por: número de espermatozoides moderado Bloqueo rápido Bloqueo lento.

Reacción acrosomal
los acrosoma es la punta de la cabeza del esperma. los reacción acrosom al es un cambio en el esperma que es común a muchos animales. Su función se comprende mejor en el erizo de mar.

La animación que se muestra a la derecha es cortesía del Dr. David Epel en la Estación Marina Hopkins de la Universidad de Stanford, a través del Tutorial de embriología de erizos de mar.
del Tutorial de embriología de erizos de mar

(1) Proteínas receptoras (rojo) en la membrana plasmática de los espermatozoides en contacto con la capa gelatinosa del erizo de mar (capa vitelina). Este contacto entre las proteínas receptoras y la capa gelatinosa (capa vitelina) hace que la membrana acrosómica se disuelva, liberando enzimas acrosómicas.

(2) En el huevo, los canales de Na + se abren en la membrana plasmática (DEBAJO de la capa gelatinosa / vitelina). Normalmente, la concentración de Na + es mayor fuera de la célula que dentro. Entonces, los iones de Na + fluyen por su gradiente hacia el huevo y la membrana plasmática se despolariza (las cargas positivas neutralizan la carga más negativa dentro del citoplasma del huevo). Esta despolarización causa el BLOQUEO RÁPIDO A LA POLISPERMIA.

(3) La despolarización (neutralización de la diferencia de carga) hace que los canales de Ca2 + sensibles al voltaje se abran en el retículo endoplásmico del huevo (RE).

(4) Enzimas digestivas del vesícula acrosomal (verde) digiere la capa gelatinosa y la membrana vitelina. Ca2 + también activa un intercambiador de iones Na +: H +, que bombea H + fuera de la célula, aumentando el pH intracelular. Este cambio de pH provoca la polimerización de subunidades de actina (rosa) en cables de microfilamento que empujan los procesos acrosomales hacia la membrana plasmática del huevo. Bindin (azul) liberado de la vesícula acrosómica recubre el proceso acrosómico.

(5) El aumento de calcio intracelular hace que el agua ingrese a la célula, lo que aumenta la presión hidrostática. Esto ayuda en la extensión del proceso acrosómico. Finalmente, el acrosoma se fusiona con la membrana plasmática del huevo (DEBAJO de la capa vitelina). La cabeza del esperma ahora tiene acceso al citoplasma.

(6) El Ca2 + se mueve en una onda a través de la celda. Este Ca ++ da como resultado la fusión de vesículas corticales con la membrana plasmática del huevo, liberando su contenido en el espacio que rodea al huevo, llamado espacio perivitelino. Esto eleva la membrana vitelina e inactiva los receptores de bindina en la membrana vitelina. Por lo tanto, cualquier esperma adicional se libera de la membrana vitelina y ya no se une. Esto se conoce como BLOQUE LENTO A LA POLISPERMIA.

(7) La cabeza del espermatozoide entra ahora en el citoplasma, donde forma un pronúcleo masculino. El pronúcleo se fusiona con el núcleo del huevo, regenerando los cromosomas 2N. Luego se produce la mitosis (primera escisión). La fertilización está completa.


de LIFE: The Science of Biology, Purves et al, 1998

Después de atravesar la capa gelatinosa, el esperma entra en contacto con la envoltura vitelina. Los receptores de bindina específicos de la especie en la envoltura vitelina solo pueden reconocer moléculas de bindina de la misma especie. Esta "cerradura y llave"El mecanismo asegura que los óvulos sean fertilizados sólo por espermatozoides de la misma especie. Después de atravesar la envoltura vittelina, el esperma y las membranas plasmáticas del óvulo se fusionan y el núcleo del espermatozoide entra en el citoplasma del óvulo.

Prevención de la poliespermia:

Aunque muchos espermatozoides se adhieren a las capas que rodean el óvulo, es importante que solo un esperma se fusiona con la membrana plasmática del huevo y entrega su núcleo al huevo. Los animales utilizan dos mecanismos para garantizar que solo un espermatozoide fertilice un óvulo determinado: el bloqueo rápido a la poliespermia y el bloqueo lento a la poliespermia.

Bloqueo rápido a poliespermia:
En los invertebrados marinos, incluido el erizo de mar, se produce un bloqueo rápido de la poliespermia en una décima de segundo de la fusión. El bloqueo rápido de la poliespermia implica la apertura de canales de Na + en la membrana plasmática del huevo. Na + fluye hacia el óvulo, despolarizante la membrana. Esta despolarización evita que los espermatozoides adicionales se fusionen con la membrana plasmática del óvulo. La membrana plasmática del huevo se restablece a su potencial normal de -70 mV minutos después de la fusión a medida que los canales de Na + se cierran, otros iones + salen de la célula y se bombea Na +. Si se evita la despolarización, se produce la poliespermia, pero aún no se comprende cómo la despolarización bloquea la poliespermia.


de LIFE: The Science of Biology, Purves et al, 1998

Bloqueo lento a poliespermia:

El bloqueo lento de la poliespermia comienza dentro de los 10 segundos posteriores a la fusión de las membranas plasmáticas de los espermatozoides y los óvulos. Un compuesto llamado trifosfato de inositol (IP3) provoca la liberación de Ca ++ de los depósitos intracelulares en el retículo endoplásmico del huevo. El Ca ++ se libera primero en el sitio de entrada de los espermatozoides y, durante el minuto siguiente, una ola de Ca ++ libre pasa a través del óvulo. Este Ca ++ da como resultado la fusión de vesículas corticales con la membrana plasmática del huevo, liberando su contenido en el espacio que rodea al huevo, llamado espacio perivitelino. Esto eleva la membrana vitelina e inactiva los receptores de bindina en la membrana vitelina. Por lo tanto, los espermatozoides adicionales se liberan de la membrana vitelina y ya no se unen.


de LIFE: The Science of Biology, Purves et al, 1998

Haga clic en la imagen de abajo para ver un película mostrando los eventos involucrados en el bloqueo lento a la poliespermia! Esta película muestra imágenes dobles simultáneas de contraste de fase (izquierda) y concentración de Ca ++ intracelular (derecha) durante la fertilización del erizo de mar. La imagen de la izquierda muestra el acercamiento de los espermatozoides alrededor de las 2 en punto y el ascenso de la membrana vitelina. El Ca ++ intracelular se controla mediante un indicador que se vuelve más fluorescente cuando se une al Ca ++. Un aumento transitorio de Ca ++ alrededor de toda la corteza (quinto fotograma) es seguido por la onda de Ca ++, que comienza en el sitio de entrada de los espermatozoides.

¿Qué pasa con la polispermia en los mamíferos?
Un bloqueo "rápido" actúa en la "zona pelúcida" (equivalente a la capa gelatinosa o membrana vitelina).
Los mecanismos moleculares son menos conocidos que los de los erizos de mar.
El bloqueo está incompleto. En la fertilización in vitro, la tasa de poliespermia llega al 10%.

La liberación de Ca ++ en la fertilización da como resultado un aumento de la actividad metabólica dentro del huevo, aparentemente debido a un aumento del pH intracelular del huevo. El diacilglicerol (DAG) provoca que se inicien cascadas de fosforilación de proteínas, siendo un resultado la fosforilación y activación de un intercambiador de iones Na +: H + de la membrana plasmática. Se bombea Na + al interior de la célula, se bombea H + fuera de la célula y aumenta el pH dentro de la célula. Los espermatozoides en sí NO son necesarios para la activación del huevo; la inyección de Ca ++ puede inducir artificialmente la activación del huevo en muchas especies.

La información posicional ya está contenida en muchos huevos, con la excepción de los mamíferos. La polaridad del huevo se debe a la distribución asimétrica de las moléculas citoplasmáticas, incluidos los ARNm, las proteínas y la yema, y ​​está aproximadamente orientada a lo largo del eje anterior / posterior en la mayoría de los animales.

En ranas:
La fertilización induce un reordenamiento del citoplasma del huevo, y este reordenamiento (llamado rotación cortical) da como resultado el establecimiento del eje dorsal / ventral. Durante la rotación cortical, la membrana plasmática y la corteza (región citoplasmática justo debajo de la membrana plasmática) giran en relación con el citoplasma interno. La pigmentación de los huevos de rana permite observar este proceso visualmente y da como resultado un área gris, llamada media luna gris.


de LIFE: The Science of Biology, Purves et al, 1998


Haga clic en esta imagen para ver una película esquemática de rotación cortical, adaptada del trabajo clásico de Schleip. El citoplasma vegetal profundo, denso y vitelino rota con respecto a la corteza suprayacente para producir una rotación relativa de 30 grados.
del Tutorial de embriología de anfibios

Haga clic en esta imagen para ver los movimientos del azul Nilo lugares aplicado a la capa subcortical de un ovocito de rana después de la fertilización. Durante los movimientos de rotación cortical, el citoplasma vegetal profundo, denso y vitelino rota con respecto a la corteza suprayacente para producir una rotación relativa de 30 grados. Este metraje clásico proporcionado por el Dr. J.-P. Vincent fue adquirido usando un microscopio de fluorescencia y una cámara de video sensible. del Tutorial de embriología de anfibios

Consecuencias moleculares de la rotación cortical:

La rotación cortical ayuda a establecer información posicional al afectar la distribución de determinantes citoplásmicos como la b -catenina. Haga clic aquí para obtener detalles sobre cómo La distribución asimétrica de b -catenina resulta de la rotación cortical.

La escisión es una serie de divisiones celulares rápidas sin crecimiento celular o expresión génica que se produce en la embriogénesis temprana.

Las primeras divisiones de escisión en la mayoría de los embriones son reductoras. Durante la escisión, el citoplasma se divide en células cada vez más pequeñas, llamadas blastómeros. El volumen celular total del embrión permanece igual, pero aumenta el número de células dentro del embrión.

Las células en escisión tienen un ciclo celular modificado, en el que las dos fases de separación, G1 y G2, se omiten por completo. Las células tienen un ciclo rápido entre las fases M y S.

La escisión da como resultado una blástula, una bola de células con una cavidad central llamada blastocele. A continuación se muestran dos diagramas de blástulas. A la izquierda hay una blástula de erizo de mar y a la derecha una blástula de rana.

El patrón de hendidura está influenciado por la cantidad de yema en el huevo. En los huevos con menos yema, las escisiones son iguales y los blastómeros resultantes son de tamaño similar (a). Si la yema está localizada, como en los huevos de rana, entonces las escisiones son desiguales: las células derivadas de la región vitelina (el polo vegetal) son más grandes que las derivadas de la región sin yema (el polo animal) (b).

A continuación se muestran imágenes de lapso de tiempo de un Rana pipiens embrión de rana sometido a escisión durante las primeras 16 horas de desarrollo a 15ºC. (¿Sin movimiento? Haga clic en recargar / actualizar)
de la página de biología del desarrollo de Bill Wasserman

En los huevos muy vitelinosos de peces y aves, el surco de hendidura se ralentiza, o incluso se bloquea, por la presencia de la yema. Las divisiones completas están restringidas a la región menos vitelina del huevo, y el embrión se forma como un casquete de células que se ubican en la parte superior de la yema (c). Vea las imágenes de la división del pez cebra a continuación.


de Purves et al, LIFE: la ciencia de la biología

Escote en el embrión de pez cebra se limita a una pequeña región en la "parte superior" de la masa de yema.


A. Estadio de 2 células B. Estadio de 4 células
C. etapa de 8 células
D. Estadio de 16 células
E. Estadio de 32 células
Fase de 64 células

de Fish Net

Los patrones de escisión tempranos varían ampliamente entre diferentes grupos de animales, basados ​​en gran parte en la orientación de los planos de división. El patrón más simple es escote radial, en el que los planos de división exitosos se encuentran en ángulos de 90 grados entre sí. Esto da como resultado que los blastómeros se alineen directamente uno sobre otro o al lado del otro. En escote en espiral, los planos de división no están en ángulos de 90 grados, lo que da como resultado blastómeros que NO están alineados directamente uno sobre otro o uno al lado del otro. Haga clic en la imagen de abajo para tener una mejor idea de la diferencia entre estos dos patrones de división en dos embriones generalizados.

Escisión radial en el erizo de mar da como resultado una esfera hueca de células.


A la derecha hay imágenes de varias etapas de escote en el erizo de mar. L. variegatus.
A. cigoto de 1 celda. La envoltura de fertilización es visible como un gran "halo" alrededor del embrión. La flecha apunta al sitio de penetración de los espermatozoides. B. 2 celdas. C. 8 celdas. D. 16 celdas. E. 32 celdas. F. Blastula eclosionada (F es cortesía del Dr. Chuck Ettensohn, Carnegie-Mellon Univ.).

del Tutorial de embriología de erizos de mar

El cigoto de los mamíferos da lugar tanto al embrión como a los tejidos extraembrionarios, como la placenta. Los cambios en el comportamiento celular y los patrones de escisión celular durante la embrogénesis temprana dan como resultado un blastocisto de 32 células que consiste en el masa celular interna , que formará el embrión, y el trofoblasto , que formará tejidos extraembrionarios.

Ver este animación del desarrollo humano del Programa de Revisión de Embriología Básica del Sistema de Salud de la Universidad de Pensilvania. Centrarse en las etapas iniciales de desarrollo, hasta la implantación.

Las imágenes de embriones humanos están disponibles en el Embrión Humano Multidimensional y en el Embrión Visible.

Gracias a David Marcey por algunas de las imágenes y el texto que se muestran arriba


2. Fertilización (concepción)

¿Qué es la fertilización?

La fertilización es el unión del espermatozoide con el óvulo. En biología, fertilización es sinónimo de concepción, el comienzo del desarrollo humano.

¿Cuánto tiempo después de la ovulación ocurre la concepción?

Debido a que el óvulo solo es viable hasta 24 horas desde su liberación, la fertilización puede solo pasa en ese marco de tiempo. Como tal, los espermatozoides deben estar presentes en la trompa de Falopio durante ese período de un día para fertilizar el óvulo.

Sin embargo, debido a que los espermatozoides pueden vivir en el tracto reproductivo hasta cinco días, tener relaciones sexuales sin protección en cualquier momento durante esa ventana fértil de seis días (cinco días antes y en el día de la ovulación) puede potencialmente resultar en fertilización.

¿Dónde ocurre la fertilización?

La concepción ocurre en el trompa de Falopio cerca del ovario, más comúnmente en la porción llamada unión ampular-ístmica.

¿Cuánto tiempo lleva la fertilización?

El proceso de fertilización es una tarea abrumadora y puede llevar hasta 24 horas. Consiste en que los espermatozoides penetran en la cáscara del óvulo, se fusionan con su citoplasma y desencadenan una serie de divisiones genéticas. En la fertilización, se determina toda la composición genética de un bebé, incluido el género.

Una vez fertilizado, el óvulo permanecerá en la ampolla durante 48-72 horas para luego continuar descendiendo por la trompa de Falopio hacia el útero mientras se multiplica rápidamente. Pueden pasar de tres a cinco días desde la fertilización hasta llegar al útero para la implantación.


La evolución de la reproducción

Una vez que los organismos multicelulares evolucionaron y desarrollaron células especializadas, algunos también desarrollaron tejidos y órganos con funciones especializadas. Un desarrollo temprano en la reproducción ocurrió en los anélidos. Estos organismos producen espermatozoides y óvulos a partir de células indiferenciadas en su celoma y los almacenan en esa cavidad. Cuando el celoma se llena, las células se liberan a través de una abertura excretora o cuando el cuerpo se abre. Los órganos reproductores evolucionaron con el desarrollo de gónadas que producen espermatozoides y óvulos. Estas células pasaron por la meiosis, una adaptación de la mitosis, que redujo a la mitad el número de cromosomas en cada célula reproductiva, mientras aumentaba el número de células a través de la división celular.

Se desarrollaron sistemas reproductivos completos en insectos, con sexos separados. Los espermatozoides se producen en los testículos y luego viajan a través de tubos en espiral hasta el epidídimo para su almacenamiento. Los huevos maduran en el ovario. Cuando se liberan del ovario, viajan a las trompas uterinas para la fertilización. Algunos insectos tienen un saco especializado, llamado espermateca, que almacena los espermatozoides para su uso posterior, a veces hasta por un año. La fertilización se puede sincronizar con las condiciones ambientales o alimentarias que sean óptimas para la supervivencia de la descendencia.

Los vertebrados tienen estructuras similares, con algunas diferencias. Los no mamíferos, como las aves y los reptiles, tienen una abertura corporal común, llamada cloaca, para los sistemas digestivo, excretor y reproductivo. El acoplamiento entre aves generalmente implica colocar las aberturas de la cloaca una frente a la otra para la transferencia de esperma. Los mamíferos tienen aberturas separadas para los sistemas en la hembra y un útero para sustentar la descendencia en desarrollo. El útero tiene dos cámaras en las especies que producen una gran cantidad de crías a la vez, mientras que las especies que producen una sola cría, como los primates, tienen un solo útero.

La transferencia de esperma del macho a la hembra durante la reproducción varía desde la liberación de los espermatozoides al ambiente acuoso para la fertilización externa hasta la unión de la cloaca en las aves y el desarrollo de un pene para la entrega directa a la vagina femenina y rsquos en los mamíferos.


Términos de biología relacionados

  • Ovulación - El proceso por el cual se libera un óvulo de los ovarios de una mujer.
  • Relaciones sexuales - El contacto sexual entre dos individuos que implica la penetración y generalmente resulta en la transferencia de gametos masculinos al cuerpo femenino.
  • Gametos - Las células especiales que contienen 23 cromosomas, que solo se producen con fines reproductivos.
  • Polinización - La transferencia de polen (gametos de plantas masculinas) de una planta al estigma (el órgano reproductor femenino) de otra planta.

1. ¿Cuántos cromosomas contiene un gameto femenino?
UNA. 32
B. 23
C. 13
D. 3

2. ¿Qué es un beneficio de la fertilización externa?
UNA. Es mas rapido
B. Es menos peligroso
C. Es mas efectivo
D. Ninguna de las anteriores

3. ¿Qué proceso inicia la unión de la glicoproteína ZP3 en los mamíferos?
UNA. Quimiotaxis
B. Termotaxis
C. Reacción del acrosoma
D. Capacitación

4. Los pollos fertilizan mediante:
UNA. Fertilización interna
B. Fertilización externa
C. Auto fertilización
D. Ninguna de las anteriores


Ver el vídeo: Από τη σύλληψη στη γέννηση ελληνικοί υπότιτλοι (Diciembre 2021).