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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