CLASE_GAMETOGENESIS_y_FEC_2011

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GAMETOGGAMETOGÉÉNESISNESIS
FEMENINAFEMENINA
MarMaríía Cecilia Lardone, a Cecilia Lardone, MScMSc..
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO 
INFANTILINFANTIL
FACULTAD DE MEDICINAFACULTAD DE MEDICINA
UNIVERSIDAD DE CHILEUNIVERSIDAD DE CHILE
Curso BiologCurso Biologíía a 
Carrera de EnfermerCarrera de Enfermeríía, 2011a, 2011
Las células en muchos animales y 
plantas proliferan (mitosis) en la 
fase diploide para formar un 
organismo multicelular
Los gametos representan las 
únicas células haploides, las 
cuales se desarrollan desde 
células germinales diploides en 
las gónadas
Células haploides y diploides en el ciclo de vida 
de eucariotas superiores
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Ensamble y desensamble del Complejo 
Sinaptonémico durante la Profase I
Paquiteno
� Ocurre el intercambio de 
material genético entre 
cromosomas homólogos 
(“crossing-over”)
� Esta etapa puede persistir 
por días a semanas
Diploteno (Dictioteno)
� Los homólogos siguen unidos 
(quiasmas)
� Esta estapa persiste por años en 
los ovocitos primarios de la mujer y 
ocurre una activa transcripción de 
genes, lo cual es necesario para el 
crecimiento del ovocito y el 
desarrollo embrionario temprano
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OVOGOVOGÉÉNESISNESIS
GAMETOGENESIS FEMENINAGAMETOGENESIS FEMENINA
OVARIOOVARIO
Funciones
Gametogénica
(Ovocitos)
Endocrina
Estradiol- Progesterona-
Andrógenos
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Tertiary
follicle
Esquema del ovario humano
Corteza ovárica: epitelio 
germinal
5
Corteza ovárica: epitelio 
germinal
Recorrido de las células germinales 
primordiales en el humano
6º sem. post fecundación
Ovogonias
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Formación del ovocito en ovario fetal
Ovario fetal humano 15 sem. gestación
Células en meiosis
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Folículos primordiales en ovario de 
recién nacido
Inicio meiosis, detención en 
Profase I
Cambio en el número de células germinales 
durante la vida fetal y postnatal
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FOLICULOGÉNESIS
Foliculogénesis
Primera etapa gonadotrofina-independiente:
�Reclutamiento inicial de cohortes de folículos 
primordiales 
�Crecimiento de folículos pre-antrales de distintas 
cohortes
Segunda etapa donadotrofina-dependiente:
�Reclutamiento de folículos pre-antrales tardíos 
(folìculos secundarios) de distintas cohortes (fase lútea 
tardía o inicial temprana)
�Selección de un folículo dominante y atresia de los 
folículos no seleccionados
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FOLICULO PRIMARIOFOLICULO PRIMARIO
> 60 > 60 µµµµµµµµmm
Ovocito en Ovocito en diplotenodiploteno
CG cambian de forma de planas a cCG cambian de forma de planas a cúúbicasbicas
Se forma la ZPSe forma la ZP
Se inicia la sSe inicia la sííntesis de E2 (ntesis de E2 (aromatasaaromatasa))
FOLICULO SECUNDARIO FOLICULO SECUNDARIO 
(PRE(PRE--ANTRAL)ANTRAL)
ProliferaciProliferacióón de las CG (4n de las CG (4--5 capas) 5 capas) 
ZP gruesa ZP gruesa 
Al final de esta etapa:Al final de esta etapa:
Las cLas céélulas lulas mesenquimmesenquimááticasticas del estroma rodean a del estroma rodean a 
la lla láámina basal (teca presuntiva al final de esta mina basal (teca presuntiva al final de esta 
etapa). Aparecen etapa). Aparecen LHrLHr y y sintesissintesis E2 (E2 (aromatasaaromatasa) ) 
ExpresiExpresióón receptores de estrn receptores de estróógenos (RE), genos (RE), 
andrandróógenos (RA) y FSH en CGgenos (RA) y FSH en CG
El ovocito primario completa su crecimiento y El ovocito primario completa su crecimiento y 
diferenciacidiferenciacióón (adquieren competencia n (adquieren competencia meimeióóticatica))
Lámina basal
Cél granulosa
Vesícula germinativa
ovoplasma
CRECIMIENTO DEL OVOCITO
� Por qué el gameto femenino es mucho más
grande que el masculino?
�proteínas (vitelo)
�Ribosomas
� tRNAs
�mRNAs (inactivos hasta después de la fecundación)
� factores morfogenéticos
� factores protectores (enzimas de reparación, filtros
ultravioletas, pigmentos)
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FOLICULO TERCIARIO
Pre antral
Ovocito primario (diploteno de la 
meiosis I)
En el folículo terciario se han formado las 
células de la teca interna y las de la teca 
externa
Formación del antro (fluido folicular entre 
las CG): productos de secreción de las CG y 
transudado de los capilares sanguíneos que 
rodean a las células de la teca interna (TI), 
las cuales se activan e inician la sintesis de 
andrógenos en respuesta a LH (expresión 
de R-LH)
FOLICULO PRE-OVULATORIO 
(DE GRAAF)
5 – 6 días antes de la ovulación
Ovocito primario (diploteno de la meiosis I)
Ocurre un aumento considerable de tamaño 
(25mm) a expensas del aumento del antro 
y de la proliferación de las CG y TI (5-8 
capas)
Formación de las células del cúmulo ooforo
(CC)
CG expresan receptores de LH
Célula de la teca interna Célula de la granulosa
Interacción entre las células de la teca interna y las células 
de la granulosa (teoría de las 2 células)
R-LH R-FSH
cAMP
Aromatasa
Andrógeno Estrógeno
Colesterol
Progesterona
Andrógeno
ATP
cAMP
Lámina basalVaso sanguíneo
LH FSH
R-LH
LH
ATP
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Gap junction
purinas, pirimidinas, aa, 
metabolitos, AMPc
Factores secretados
por el ovocito a las
CC
GDF-9, GDF-9B BMP-6 
..etc
CC al ovocito
Kit-L
COMUNICACION BIDIRECCIONAL ENTRE EL OVOCITO Y LAS CELULAS COMUNICACION BIDIRECCIONAL ENTRE EL OVOCITO Y LAS CELULAS 
DE LA GRANULOSA ES ESENCIAL PARA EL CRECIMIENTO Y DE LA GRANULOSA ES ESENCIAL PARA EL CRECIMIENTO Y 
DESARROLLO DEL OVOCITO Y DEL FOLICULODESARROLLO DEL OVOCITO Y DEL FOLICULO
Reclutamiento folicular inicial y cíclico 
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Folículo dominante
�Dentro de una cohorte de folículos antrales el folículo dominante es 
el que se distingue por su tamaño, alcanza el mayor índice mitótico 
en sus células de la granulosa (CG)
�Aquel que sintetiza mayor cantidad de estrógenos producto de una 
mayor adquisición de receptores de FSH que conduce a una mayor 
expresión de la enzima aromatasa (enzima que convierte 
andrógenos a estrógenos)
�La mayor adquisición de receptores de LH en las CG, permite una 
mayor concentración de cAMP, contrarestando la disminución del 
aporte de FSH 
�Factores intraováricos producidos por las CG amplifican la acción 
de la FSH
�Es decir, requiere de la acción de LH y FSH, así como de la 
interacción funcional de las CG y de la células de la teca interna (TI), 
y que se denomina teoría de las dos células
Eje hipotálamo-pituitaria-ovario
(HPO)
Una elevada concentración de 
estradiol induce el pico pre-
ovulatorio de LH
Estradiol en concentraciones 
relativamente bajas tiene un efecto 
inhibidor sobre el eje HPG
ovulación
Folículo atrésico
Folículo 
en 
desarrollo
Folículo 
Dominante
Estradiol
Neurona secretora 
de GnRH
FSH LH
Cuerpo 
lúteo
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Rol de AMPc en la mantención del 
primer reposo meiótico
INACTIVO
COMPLEJO CUMULOCOMPLEJO CUMULO--CORONACORONA--OVOCITOOVOCITO
ANTES Y DESPUES DEL ALZA DE LHANTES Y DESPUES DEL ALZA DE LH
EL PEACK DE LH OCURRE 24 A 36 HORAS ANTES DE LA OVULACION
CIERRE DE UNIONES GAP ENTRE LAS CELULAS DEL CUMULO (CC) Y LA CORONA RADIADA 
(INHIBIDORES DE LA MEIOSIS NO PUEDEN ACTUAR)
REACTIVACION DE LA MEIOSIS (3-4 HORAS ANTES DE LA OVULACION)
Y DETENCIÓN EN METAFASE II
SINTESIS DE GLICOSAMINOGLICANOS POR LAS CC LLEVA A LA EXPANSION DE ESTAS CELULAS
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Células del
Cúmulo
Metafase II
Zona
pelúcida Membrana
Plasmática
Gránulos
Corticales
1er
Corpúsculo
Polar
• Constitución cromosómica : 23, X
• Vida fértil : <24 hrs
• Número : 1/ciclo/mes
COMPLEJO CUMULO-OVOCITO
Metafase II
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Ovogénesis
•Durante la semana 4-5 de embarazo: las 
células germinales primordiales (CGP) 
migran al primordio gonadal (futura 
gónada) del embrión
•Las CGP diferencian en OVOGONIAS, las 
cuales proliferan y finalmente entran en 
meiosis (diploteno de la profase I)
•La entrada en meiosis gatilla que células 
pre-granulósicas rodeen a las ovogonias y 
se inicie la FOLICULOGÉNESIS
•El crecimiento del ovocito se inicia con 
el reclutamiento de folículos 
primordiales (diploteno profase I) 
RECLUTAMIENTO INICIAL
•En la mujer, la formación del gameto 
maduro ocurre de manera cíclica 
después de la menarquia (primeramenstruación). 
•El gameto maduro es un ovocito 
secundario detenido en Metafase II. La 
meiosis se completa sólo después de la 
fecundación
E
ta
p
a 
F
et
al
E
ta
p
a 
p
o
st
-p
u
b
er
al
(CGP)
ó cigoto
FECUNDACIÓN HUMANA
MarMaríía Cecilia Lardone, a Cecilia Lardone, MScMSc..
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO INSTITUTO DE INVESTIGACIONES MATERNO 
INFANTILINFANTIL
FACULTAD DE MEDICINAFACULTAD DE MEDICINA
UNIVERSIDAD DE CHILEUNIVERSIDAD DE CHILE
Curso BiologCurso Biologíía a 
Carrera de EnfermerCarrera de Enfermeríía, 2011a, 2011
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Eventos de la fecundación
1. Capacitación
2. Penetracion
cumulus
3. Unión zona 
pelúcida
4. Reacción 
Acrosomal
5. Fusión de 
membranas
6. Activación 
del ovocito
Cúmulo oósforo
Capacitación del espermatozoide
�Aumento de la motilidad del flagelo
�Adquisición de capacidad para realizar la 
reacción acrosomal
� aumento de la fluidez de la membrana
� aumento concentración intracelular de Ca++ y 
AMPc
� aumento de la fosforilación de proteínas en 
residuos de tirosina
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Polimerización fibras de actina
en la MP y la membrana 
acrosomal externa
Unión de PLC a la MP
Modificaciones en la membrana del 
espermatozoide
� Aumento de 
� Formación de 
microdominios: lipídicos
(↑ fluidez) proteicos (↓
fluidez)
� Aumento de la fluidez de 
las membranas 
(disminución de la razón 
colesterol/fosfolípidos)
� Exposición de moléculas 
necesarias para la unión 
a la ZP, reacción 
acrosomal y fusión con el 
oolema
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Hiperactivación de los espermatozoides
Interacción espermatozoide – células del 
cúmulo
Espermatozoides 
� Capacitados
� Hiperactivados
� Actividad 
Hialuronidasa
PH20
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Unión a la zona pelúcida
�Unión inicial ZP3 ZRK 
induce RA (exocitosis)
�ZP2 Acrosina, PH20 
unión secundaria
�Reconocimiento especie-
especifica�3 glicoproteínas
sulfatadas
� ZP1 homodímeros
� ZP2 y ZP3 
héterodímeros
Reacción acrosomal
A
B
20
Fusión con el oolema
Reproduction (2004) 127 423-429 Biocell (Mendoza) v.29 n.3 Mendoza ago./dic. 2005
Fusión con el oolema: candidatos para 
proteínas de fusión
Reproduction (2004) 127 423-429 
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Activación del ovocito
�Reacción cortical
�Reanudación de la meiosis
�Formación de los pronúcleos
femeninos y masculinos
La fertilización del ovocito por el espermatozoide
gatilla el aumento citosólico de Ca ++
MBOTC, 5th edition
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Activación del ovocito:
Reacción cortical
REACCIÓN CORTICAL 
EN UN OVOCITO DE 
RATÓN
BLOQUEO DE LA 
POLIESPERMIA
MBOTC, 5th edition
Activación del ovocito:
Reanudación de la meiosis
Duplicación del 
DNA en fase S
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En la fecundación se unen los gametos femeninos (ovocito II) y masculino (espermatozoide). Al 
entrar el espermatozoide, se activa el ovocito II, termina la meiosis y se elimina el segundo 
corpúsculo polar. 
Los procesos que ocurren durante las primeras horas son: 
1- Duplicación del DNA de cada gameto haploide
2- Singamia: aproximación de los pronúcleos de cada gameto, pero sin fusión de 
membranas nucleares
zona pelúcida
pronúcleos
Cuerpos polares I y IICigoto 18 horas post-incubación de los gametos
2.5
Formación de los pronúcleos
Unión de los pronúcleos
MBOTC, 5th edition
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Unión de los pronúcleos
MBOTC, 5th edition
El embrión se va dividiendo, originando 
duplicación de los blastómeros: 
2 células (a las 26 horas)
4 células (38 h)
8 células (72 h)
EMBRIÓN DE 4 CÉLULAS
EMBRIÓN DE 8 CÉLULAS
Desarrollo temprano del embrión 
humano
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Fertilización In vitro
Fertilización in vitro Inyección intracitoplasmática del 
espermatozoide (ICSI)