biología del desarrollo fecundación
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Biología del Desarrollo Fecundación. Biol 3019 - JA Cardé, PhD Universidad de Puerto Rico - Aguadilla Enero - Mayo 2014. Objetivos. Al terminar la conferencia los estudiantes estarán capacitados para: Describir la estructura de los gametos - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Biología del Desarrollo
Fecundación
•Biol 3019 - JA Cardé, PhD•Universidad de Puerto Rico - Aguadilla•Enero - Mayo 2014
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Objetivos• Al terminar la conferencia los estudiantes
estarán capacitados para:• Describir la estructura de los gametos• Describir los eventos antes, durante y depues del
reconocimiento entre gametos– Reacción acrosomal– Bloqueo de polispermia– Activacion del huevo– Fusión de los pronúcleos
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Introducción• Fecundación: proceso por el cual los gametos
se funden• Comienza la creación del nuevo individuo• Activación metabólica es recíproca entre
gametos
• En general son 4 eventos– Contacto y reconocimiento entre gametos– Regulación de la entrada de espermatozoides– Fusión de material genético– Activación del metabolismo del ovocito
• Funciones:– Transmitir genes de padres a progenie– Iniciar las reacciones citoplasmicas del huevo
necesarias para que el desarrollo proceda
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Estructura de los Gametos - Espermatozoide• Leeuwenhoek: de parásitos a individuos (1676)• Huevo sólo suelo con nutrientes• Hartsoeker hombrecito• 1876 – fecundación elucidada
• Spallanzani – filtró semen no fecund
• Aun así eran “spermatic animals”• Otras observaciones (Prevost y Dumas)• Universales• Ausentes en juveniles y en estériles• Proponen: que son normales y entran al huevo y
aportan para la siguiente generación• Von Kolliker: parásitos, describe espermatogénesis• Hertwig y Fol Erizos de mar..
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Estructura de los Gametos - EspermatozoideAnatomía
• Núcleo (n), flagelo, saco de enzimas• Pierde el citoplasma, sólo orgánulos necesarios para su función• Cabeza• Acrosoma – derivado del Golgi, membrana de reconocimiento• Proceso acrosomal – Actina G
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Estructura de los Gametos - EspermatozoideAnatomía
• Flagelo: mecanismo de propulsión• Axonema: motor de propulsion,
microtúbulos salen del centriólo, tubulina• Organización 9+2 (conservada), uno de
cada par es circular y el otro es C• Dineína: ATPasa unida a los microtúbulos
– Triada de Kartagener: – Estériles, condiciones bronquiales , situs
inversus
• Capacitación – etapa final que ocurre en el tracto femenino
• ATP: proviene de la mitocondria
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Estructura de los Gametos - Óvulo: Anatomía• Ovocito – conserva todo el citoplasma y
acumula mas (10KX el vol del esperm)• Meiosis desiguales + síntesis de vitelo y
otras reservas• Proteínas nutrición: (vitelo, proteinas y
grasas)• Ribosomas y tRNA: sintesis de proteina
de novo (lampbrush chromosomes)• mRNAs: reprimidos hasta fecundación• Factores morfogenéticos: TF, paracrinos
– Localizados y eventualmente segregados
• Quimioprotectores– Filtros UV, sistema de reparacion de DNA,
anticuerpos
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Estructura de los Gametos - Ovulo: Anatomía• Ovocito – conserva todo el citoplasma y acumula mas (10KX
el vol del esperm)• Pronúcleo femenino:• Haploide en algunos (ovulo, erizos)• Diploide en mamiferos (ovocito)
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Estructura de los Gametos - Óvulo: Anatomía• Ovocito –membranas:- Regula el flujo de iones durante
fecundación- -Se funde con la del
espermatozoide- Membrana vitelina (invertebrados)- Glucoproteínas, extensiones de
otras proteínas de la membrana celular y adhesiones entre ambas membranas
- (Jelly coat): Gelatina -fuera de la vitelina
- Atraer y activar al espermatozoide
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Estructura de los Gametos - Óvulo: Anatomía• Ovocito –membranas:- Corteza – gelatinosa, debajo de
la celular, rica en actina para microfilamentos/microvillis
- Gránulos – derivado de Golgi, proteasas, mucopolisacárido, glucoproteínas adhesivas
- Zona pellucida – matriz gruesa, extracelular
- Cumulus – cubierta de celulas foliculares ovaricas, nodrizas- Termina en la corona radiata,
cumulus justo al lado de la zona pellucida
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Reconocimiento Huevo/Espermatozoide• Fecundación Externa• Erizos de mar: Quimiotaxis• Huevos liberan agente en una
etapa de maduración específica• Huevos en meiosis dos• Esperma se mueve en agua, cambio
de pH, activa ATPasa• SAP – sperm activating peptides• -resact/speract – 0 a 90 segundos
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Reconocimiento Huevo/Espermatozoide• Reacción acrosomal• Fusion del acrosoma con la
membrana cell del sperm• Liberacion de enzimas• abren camino al huevo• Proceso acrosomal • Se pega a la membrana vitelina,
enzimas degradan• La capa gel, es especie especific• La activacion de esta es una
barrera contra otras especies
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Reconocimiento Huevo/EspermatozoideReaccion Acrsomal (A)
•1 polisacarido sulfatado del huevo se une a receptor en el acrosoma•2 se activa canal de Ca+2 hacia dentro del sperm•3 se activa canal de Na+/H+ hacia dentro del sperm y fuera respectivamente•4. Se activa fosfolipasa C sintesis de IP3, libera mas Ca+2 en el sperm•5. Sube Ca+2 en citoplasma Alcalino fusion de membrana del acrosoma con membrana la membrana del sperm•Exocitosis
Reaccion Acrsomal (B)
•Formacion del proceso acrosomal•Surge por polimerizacion de Actina G en Actina F•Entrada de Ca+2 activa a RhoB•Liga GTP y organiza microfilamentos
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Reconocimiento Huevo/EspermatozoideReconocimiento:-Cuando el proceso acrosomal toca la superficie del huevo-Bndina- proteina acrosomal que media este contacto-Especie especifica-Tienes secuencia de AA distintas y PLT receptores distintos-Bindina y otras son de las proteinas que mas rapido han evolucionado
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Reconocimiento Huevo/Espermatozoide: FusionReconocimiento:-Reaccion acrosomal: done-Fusion comienza : cono de fecundacion- Actina GF en el huevo-Actina Sperm y Actina en Egg-Fusion por proteinas ademas de bindina (stretch hidrofobico)-Pronucleos dos -Centriolo donado por el espermatozoide se divide en dos-Monoespermia vs poliespermia
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Reconocimiento Huevo/Espermatozoide• 5 etapas:• Quimiotaxis (factores
solubles)• Reaccion acrosomal• Enlace de espermato-
zoide con matriz extracelular del huevo.
• Espermatozoide atraviesa matriz extracelular
• Fusion de membranas celulares
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Polispermia: Bloqueos: Rapidos vs Lento• Bloqueo rapido:• Cambios electricos a la membrana celular del huevo• Cambio al potencial de membrana• Bindina y fusion entra sodio del exerior• -70mV +20mV Bloqueo Na+, no sale voltaje + no
atrae Sperm• Voltaje neg constante induce polispermia• Voltaje pos constante?• Diluir [Na+] extracelular del huevo antes de fecundacion?• Dura minutos• No en mamiferos
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Polispermia: Bloqueos: Rapidos vs Lento• Bloqueo Lento:• Reaccion cortical• 15,000 granulos corticales• Se funden con la membrana y
liberan entre la membrana• Proteasa de serinas para la
proteinas que conectan membrna vitelina y membrana celular
• Mucopolisacaridos, transglutaminasa, hialina
• Calcio: gatillo de la reaccion• Oleada se extiende activa los
granulos• Estos se funden y liberan• A23187 – ionoforo de calcio• Huevos sin fecundar y sin calcio en
el medio.
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Activacion del Metabolismo• Responsable de comienzo del
desarrollo• Comienza en el citoplasma• En ausencia del núcleo paterno• mRNAs liberados de inhibidores• Nucleo libre para división• Incluye:•
Fusion|
G protein|
Src|
PLC|
PIP IP3, DAG|
Calcio
Inactivacion de Map- Ciclo
celular
Rxn Cortical - Polispermia
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Activacion del Metabolismo• Efectos del Calcio:• Rxn Cortical• Reactivacion Ciclo celular• Activacion de kinasa de NAD• NADP – biosintesis de lipido• Rxn de oxidacion y de remocion
de radicales libres• Reactivacion de Traduccion y
Replicacion (actinomicina D)• Fusión de los pronucleos• Decondensacion de esperm por
fosforilacion de su membrana e histonas, cAMP
- Sustitucion de histonas
- Esperm suelta su cola gira 180 grados para acomodar el centriolo
- Se forman microtubulos
- Se unen con los del ovulo