Células sexuales

Gametos humanos o células sexuales

Los responsables del proceso de la fecundación en humanos son dos: el gameto maduro de tipo femenino (célula huevo, ovocito u óvulo)  y el gameto maduro de tipo masculino (espermatozoide).

Cada uno de ellos es producido por las respectivas gónadas (ovario y testículos) a través de un complejo proceso, la gametogénesis.

La gametogénesis implica la reducción de 46 a 23 del número de cromosomas, a través de dos sucesivas divisiones nucleares (meiosis I y II), de modo que cada gameto lleva en sí sólo la mitad del patrimonio genético de las células humanas (estado haploide).

El espermatozoide encierra en su “cabeza” enzimas que pueden romper las barreras protectoras del óvulo u ovocito, para provocar la fecundación.

El óvulo u ovocito es la célula más grande del organismo humano (diámetro aproximado de 0,16 mm).

A diferencia del espermatozoide, en la ovulación el óvulo no ha completado aún la segunda parte de la división reductora de sus propios cromosomas (meiosis II) que quedan “bloqueados” en metafase II hasta el momento de la eventual fusión con el gameto masculino (espermatozoide o célula sexual masculina).

Los Óvulos 

 Los óvulos son las células sexuales o gametos femeninos. Son células grandes, esféricas e inmóviles. Desde la pubertad, cada 28 días aproximadamente, madura un ovocito en uno de los ovarios y pasa a una de las trompas de falopio, durante el denominado ciclo menstrual, este cuando se fecunda por un espermatozoide se convierte en un óocito y a la finalizacion de la fusion de los dos nucleos (masculino por parte de la cabeza del espermatozoide y femenino localizado en el citoplasma del ovulo) la celula pasa a convertirse en cigoto, una celula totipotencial con mitad de cromosomas del padre y madre 46XY o 46XX dependiendo del tipo de espermatozoide que fecundo al ovulo, ya sea masculino (y) o femenino (x). .

Fueron descubiertos por primera vez en 1827, por el biólogo Karl Ernst von Baer, quien luego de realizar experimentos de cruce de mamíferos, logró identificarlos como el gameto femenino.

Los espermatozoides  

Un espermatozoide (del griego esperma, semilla, y zoon, animal) es una célula haploide que constituye el gameto masculino. Es una de las células más diferenciadas, y su función es la formación de un cigoto totipotente al fusionarse su núcleo con el del gameto femenino, fenómeno que dará lugar, posteriormente, al embrión y al feto. En la fecundación humana, los espermatozoides dan el sexo a la nueva célula diploide, pues pueden llevar cromosoma sexual X o Y, mientras que el óvulo lleva sólo el cromosoma X. Fueron identificados por primera vez en 1677 por Anton van Leeuwenhoek, inventor de los primeros microscopios potentes. Posteriormente, en 1697, Nicolás Hartsocker propuso la teoría del homúnculo, que consistía en la presencia dentro del espermatozoide de un hombre microscópico con una cabeza de gran tamaño.

Comparación entre óvulos y espermatozoides

 

Ovocito II

Más grande que el espermatozoide.

Tiene vitelo (reserva nutritiva).

No tiene movimiento.

Sirve solo uno de cada célula germinal.

Se produce en el ovario.

Espermatozoide

Pequeño en comparación al ovocito II.

No tiene reservas nutritivas.

Se mueve por medio de su flagelo.

Sirven cuatro de cada célula germinal.

Se produce en el testículo.

Veamos como es la fecundación

Gametogénesis

Gametogénesis

La gametogénesis es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide (doble) a haploide (único), es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. En el caso de los hombres si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos. En el caso de las mujeres, si el resultado son ovocitos se denomina ovogénesis y se lleva a cabo en los ovarios.

Ovogénesis

La ovogénesis es el proceso de formación de los gametos femeninos.Tiene lugar en los ovarios. Los ovogonios se ubican en los folículos ováricos, crecen y tienen modificaciones; éstos llevan a la primera división meiótica que da como resultado un ovocito primario (que contiene la mayor parte del citoplasma) y un primer corpúsculo polar (su rol es llevarse la mitad de los cromosomas totales de la especie). Las dos células resultantes efectúan la meiosis II, del ovocito secundario se forman una célula grande (que tiene la mayor parte del citoplasma) y un segundo corpúsculo polar, estos se desintegran rápidamente, mientras que la célula grande se desarrolla convirtiéndose en los gametos femeninos llamados óvulos. El Gameto femenino queda estancado en meiosis II, específicamente en Metafase II; si éste Gameto es fecundado, la célula continúa Meiosis II para que sea haploide. Al óvulo lo rodea una capa de diferentes células, llamada folículo de Graaf.

La ovogénesis cuenta con diversas fases, las cuales son:

Proliferación: durante el desarrollo embrionario, las células germinales de los ovarios sufren mitosis para originar a los ovogonios.
Crecimiento: en la pubertad crecen para originar los ovocitos de primer orden.
Maduración: el ovocito del primer orden sufre meiosis.
La ovogénesis comienza antes del nacimiento y se completa durante la vida reproductiva de la mujer, al ocurrir la fecundación.


Espermatogénesis 

La espermatogénesis es el proceso de producción de los gametos masculinos (espermatozoides) que tienen su producción en los testículos, específicamente en los tubulos seminíferos. Dentro de este, destacan los siguientes procesos:

Proliferación: las células germinales de los testículos sufren mitosis para que la cantidad de espermatogonios sea amplia.
Crecimiento: las células germinales sufren su primera división meiótica para formar los llamados "espermatocitos 1". Luego sufren su segunda división meiótica, donde se forman los "espermatocitos 2".
Maduración: los espermatocitos 2, que ya son haploides y de cromosomas simples, se les genera el flagelo y el acrosoma. A estos espermatocitos 2, luego de su transformación se les llama espermátida.
Diferenciación: cada espermátida es diferente a otra por la variabilidad genética (crossing-over y permutación cromosómica).
En la espermatogénesis, por cada célula germinal se producen cuatro espermátidas.

Diferencias entre espermatogénesis y ovogénesis

Espermatogénesis
Se realiza en los testículos.
Ocurre a partir de la espermatogonia.
Cada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoides.
En la meiosis el material se divide equitativamente.
Los espermatozoides se producen durante toda su vida.
Se produce en el hombre.
De un espermatocito I, se forman 4 espermios funcionales.


Ovogénesis
Se realiza en los ovarios.
Ocurre a partir de la ovogonia.
Cada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser fecundado pasará a llamarse óvulo y a 2 cuerpos polares I y a un cuerpo polar II (sólo en caso de fecundación).
En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula hija (ovocito II) con casi todo el citoplasma.
La mujer nace con un número determinado de folículos, aproximadamente 400.000.
Se produce en la mujer.
De un ovocito I, se forma un óvulo funcional.

La Meiosis

La Meiosis

 La meiosis es la división celular que permite la reproducción sexual. Comprende dos divisiones sucesivas: una primera división meiótica, y una segunda división meiótica, que es una división ecuacional, ya que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre (como la división mitótica).  Igual que en la mitosis, antes de la primera división meiótica hay un período de interfase en el que se duplica el ADN. Sin embargo, en la interfase de la segunda división meiótica no hay duplicación del ADN.

Primera división meiótica

- Profase I. Es la más larga y compleja, puede durar hasta meses o años según las especies. Se subdivide en:     leptoteno, se forman los cromosomas, con dos cromátidas; zigoteno, cada cromosoma se une íntimamente       con su homólogo; paquiteno, los cromosomas homólogos permanece juntos formando un bivalente o tétrada;       diploteno, se empiezan a separar los cromosomas homólogos, observando los quiasmas; diacinesis, los             cromosomas aumentan su condensación, distinguiéndose las dos cromátidas hermanas en el bivalente.

- Metafase I.   La envoltura nuclear y los nucleolos han desaparecido y los bivalentes se disponen en la placa       ecuatorial.

- Anafase I.  Los dos cromosomas homólogos que forman el bivalente se separan, quedando cada cromosoma     con sus dos cromátidas en cada polo.

- Telofase I. Según las especies, bien se desespiralizan los cromosomas y se forma la envoltura nuclear, o bien     se inicia directamente la segunda división meiótica.

Segunda división meiótica

Está precedida de una breve interfase, denominada intercinesis, en la que nunca hay duplicación del ADN. Es parecida a una división mitótica, constituida por la profase II, la metafase II, la anafase II y la telofase II.