Biología (08) · Unidad 8 — Replicación, ciclo celular y división
Gametogénesis
La gametogénesis es la formación de los gametos en las gónadas. En la espermatogénesis, cada espermatocito I da cuatro espermatozoides, de manera continua desde la pubertad. En la ovogénesis, cada ovocito I da un solo óvulo grande y cuerpos polares pequeños, y la meiosis se frena dos veces: en profase I hasta la ovulación y en metafase II hasta la fecundación.
La explicación
El problema: la misma meiosis, dos resultados muy distintos
Un varón adulto produce millones de espermatozoides por día; una mujer libera, en general, un solo ovocito por ciclo menstrual, unos cuatrocientos en toda su vida. Los dos tipos de gameto salen de una meiosis, pero el resultado no se parece en nada: el espermatozoide es una célula diminuta, casi sin citoplasma, hecha para moverse; el ovocito es una de las células más grandes del cuerpo, cargada de reservas. La gametogénesis es el proceso que forma los gametos, y explica esa diferencia.
Ocurre en las gónadas: en los testículos se llama espermatogénesis y en los ovarios, ovogénesis. Las dos tienen las mismas etapas de fondo: las células madre se multiplican por mitosis, crecen, hacen la meiosis y, en el caso masculino, se diferencian.
La espermatogénesis
Ocurre en los túbulos seminíferos del testículo, de manera continua desde la pubertad hasta la vejez.
Espermatocito primario o I (2n, 4c después de replicar): crece y entra en meiosis.
Meiosis I → 2 espermatocitos secundarios o II (n, 2c).
Meiosis II → 4 espermátides (n, 1c).
Espermiogénesis: cada espermátide, sin dividirse, se transforma en un espermatozoide. El núcleo se condensa, el Golgi forma el acrosoma (una vesícula con enzimas para atravesar las cubiertas del ovocito), crece un flagelo, las mitocondrias se ubican en la pieza intermedia para darle energía y se descarta casi todo el citoplasma.
Un espermatocito I → 4 espermatozoides. Todo el proceso, en los humanos, lleva unos dos meses.
La ovogénesis
Ocurre en el ovario, dentro de los folículos, y tiene dos rasgos propios: se interrumpe durante años y reparte el citoplasma de manera desigual.
Ovocitos primarios o I (2n, 4c): todavía antes de nacer empiezan la meiosis I y se detienen en la profase I. Quedan así hasta la pubertad, y algunos durante décadas.
Desde la pubertad, en cada ciclo, un ovocito I (en general uno) termina la meiosis I poco antes de la ovulación. La citocinesis es muy desigual: sale un ovocito secundario o II (n, 2c), grande, y un primer cuerpo polar, chiquito, casi sin citoplasma.
El ovocito II empieza la meiosis II y se detiene en la metafase II. En la mujer, lo que se libera en la ovulación es el ovocito II.
Sólo si un espermatozoide lo fecunda, el ovocito II completa la meiosis II: da el óvulo (n, 1c), cuyo núcleo se une enseguida con el del espermatozoide, y un segundo cuerpo polar. Si no hay fecundación, degenera.
El primer cuerpo polar puede dividirse o no, según la especie y el caso; los cuerpos polares terminan degenerando. Lo que importa es que de cada ovocito I sale un solo óvulo. La razón es económica: el óvulo tiene que alimentar al embrión en sus primeras divisiones, y repartir el citoplasma en cuatro células chicas lo dejaría sin reservas.
Las dos, lado a lado
Cuántos gametos por célula que entra en meiosis: 4 espermatozoides por espermatocito I; 1 óvulo por ovocito I.
Citocinesis: pareja en el varón; desigual en la mujer, con cuerpos polares.
Detenciones: ninguna en el varón; dos en la mujer (profase I y metafase II).
Diferenciación: el espermatozoide se diferencia después de la meiosis (espermiogénesis); el ovocito crece y acumula reservas antes.
1. Ubicá en qué célula estás: gonia (antes de la meiosis), cito I (entra en meiosis I), cito II (entra en meiosis II), espermátide u óvulo (después).
2. Para contar gametos: cada espermatocito I da 4 espermatozoides (y 2 espermatocitos II, y 4 espermátides); cada ovocito I da 1 óvulo.
3. Para la ploidía y la c, usá lo del tema 8.6: el cito I es 2n y 4c; el cito II, n y 2c; la espermátide y el óvulo, n y 1c.
En un testículo, 25 espermatocitos primarios completan la meiosis; en un ovario, 25 ovocitos primarios completan la meiosis I y todos los ovocitos II resultantes son fecundados. a) ¿Cuántos espermatocitos II, espermátides y espermatozoides se forman? b) ¿Cuántos ovocitos II y cuántos óvulos? c) ¿Por qué la diferencia?
a) La espermatogénesis. Cada espermatocito I hace la meiosis I y da 2 espermatocitos II; cada uno de ellos hace la meiosis II y da 2 espermátides; cada espermátide se transforma, sin dividirse, en un espermatozoide.
50 × 2 = 100 espermátides → 100 espermatozoides
b) La ovogénesis. Cada ovocito I termina la meiosis I con una citocinesis desigual: un ovocito II y un primer cuerpo polar. Y cada ovocito II fecundado termina la meiosis II: un óvulo y un segundo cuerpo polar.
Además se forman cuerpos polares (25 primeros y 25 segundos, más los que salgan si algún primer cuerpo polar se divide), que degeneran.
c) Por qué la diferencia. La meiosis es la misma: cuatro núcleos haploides por cada célula que entra. Lo distinto es el reparto del citoplasma. En el varón se parte en partes iguales y cada núcleo termina en un espermatozoide; en la mujer, casi todo el citoplasma queda en una sola célula, el ovocito, y los otros núcleos se descartan en los cuerpos polares. Así el óvulo conserva las reservas que va a necesitar el embrión antes de poder alimentarse por su cuenta.
Un espermatocito I da cuatro gametos; un ovocito I, uno solo. La meiosis es la misma: lo que cambia es la citocinesis.
Una mujer de 40 años ovula un ovocito. Ese ovocito empezó la meiosis antes de que ella naciera. Explicá en qué etapas estuvo detenido, cuándo terminó cada división de la meiosis (o cuándo la terminaría), y por qué se piensa que esa larga espera tiene que ver con que el riesgo de no disyunción aumente con la edad materna.
La primera detención. Durante la vida fetal de esta mujer, sus ovogonias se multiplicaron por mitosis y se convirtieron en ovocitos I. Replicaron su ADN, empezaron la meiosis I y se detuvieron en la profase I, con los homólogos apareados y los entrecruzamientos ya hechos. Este ovocito pasó así unos cuarenta años.
El fin de la meiosis I. Poco antes de esta ovulación, respondiendo a las hormonas del ciclo, el ovocito terminó la meiosis I: separó los homólogos y expulsó el primer cuerpo polar. Se convirtió en ovocito II (n, 2c).
La segunda detención. El ovocito II empezó la meiosis II y se detuvo en la metafase II. Así fue liberado. Si un espermatozoide lo fecunda, termina la meiosis II y expulsa el segundo cuerpo polar; si no, degenera sin terminarla.
La edad y la no disyunción. Durante esos cuarenta años, los homólogos de cada bivalente estuvieron sostenidos en su lugar por los quiasmas y por las proteínas que mantienen unidas las cromátidas. Una de las explicaciones que dan los manuales es que esas uniones se van debilitando con el tiempo; cuando por fin llega la anafase I, algún par puede separarse mal y los dos homólogos van al mismo polo. Un ovocito con un cromosoma de más, fecundado por un espermatozoide normal, da un cigoto con trisomía: por ejemplo, la trisomía 21. Es coherente con un dato bien establecido: la frecuencia de trisomías aumenta con la edad de la madre.
En la espermatogénesis no hay esa espera: los espermatocitos I hacen la meiosis de corrido, en semanas. Por eso la edad materna pesa mucho más que la paterna en las trisomías.
Dónde se cae la mayoría
- Creer que de un ovocito I salen cuatro óvulos, como de un espermatocito I salen cuatro espermatozoides. La citocinesis desigual deja un solo óvulo y cuerpos polares que degeneran.
- Decir que en la ovulación se libera un óvulo que ya terminó la meiosis. En la mujer se libera un ovocito II detenido en metafase II, que completa la meiosis sólo si es fecundado.
- Pensar que la espermiogénesis es una división. Es una diferenciación: cada espermátide se transforma en un espermatozoide sin dividirse.
- Ubicar la multiplicación de las ovogonias en la pubertad. Ocurre antes del nacimiento: desde la pubertad sólo se completa la meiosis de ovocitos que ya existían.
- Asignarle 1c al espermatocito II o al ovocito II. Tienen n cromosomas, pero duplicados: 2c.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Gametogénesis →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Una especie con 2n = 815 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 8
Replicación, ciclo celular y división