Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici...
Transcript of Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici...
![Page 1: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/1.jpg)
Gametogeneza
![Page 2: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/2.jpg)
PERIOADELE DE DEZVOLTARE
• PERIOADA PREEMBRIONARĂ (gametogeneza)• PRENATALA – 280 zile, 10 luni:
– Perioada de zigot -din momentul fertilizarii pana in saptamana a 2-a de gestatie
– Perioada embrionara (formarea embrionului tridermic și schițele de organ) – din saptamana a 3-a pana in luna a 2-a de gestatie
– Perioada fetala (organogeneza) – din saptamana a 9-a pana la nastere
• POSTNATALA
![Page 3: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/3.jpg)
LA OM - REPRODUCERE SEXUATA
• EMBRIONUL DE OM POATE FI REPRODUS:– sexuat (fertilizare naturala sau fertilizare artificiala)
– asexuat (natural -in vivo- gemenii monozigoti; artificial - in vitro- tehnici de inginerie genetica).
• Reproducerea sexuata permite variabilitatea genetica a populatiei
• Care sunt avantajele variabilitatii genetice?– Permite populatiei sa se adapteze la schimbarile conditiilor de mediu
– Este elementul principal care permite evolutia speciei
– Este necesara mentinerii sanatatii populatiei
![Page 4: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/4.jpg)
REPRODUCEREA SEXUATA
• Genomul unei specii este determinat de cantitatea totala a AND-ului din cromozomi. Fiecare specie are un numar specific de cromozomi nucleari in fiecare celula.
• Numarul de cromozomi specific speciei umane este de 46 (2n) (44 autosomi + 2 sexuali). O celula care contine 46 cromozomi este numita celula diploida. Celula haploida contine 23 cromozomi (1n).
• Celulele somatice si celulele germinale sunt diploide. Gametii sexuali (spermia si oocitul) sunt haploide.
• Procesul prin care se injumatateste numarul de cromozomi in celula germinala diploida se numeste gametogeneza.
• In timpul gametogenezei are loc un tip special de divizune celulara- meioza, in care numarul diploid de cromozomi este redus la un numar haploid.
• In timpul fertilizarii se reface bagajul genetic diploid prin unirea celor 2 gameti haploizi – rezulta un individ cu un bagaj genetic specific. Exceptie de la regula- gemenii monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului – o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua oocite fertilizate de doua spermii) bagajul genetic se aseamana in proportie de aproximativ 50%.
![Page 5: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/5.jpg)
CROMOZOMUL
• Celula somatica a omului contine 23 perechi de cromozomi (46): 22 perechi cromozomi autozomali si o pereche cromozomi sexuali (sexul genetic – XY la barbat si XX la femeie)
• Un cromozom poate avea, in functie de stadiul in care se afla ciclul celular.
– O singura cromatida
– Doua cromatide: in timpul diviziunii celulare are loc replicarea ADN-ului si aparitia celor doua cromatide surori, identice genetic si unite la nivelul centromerului.
• Organismele diploide au cate un cromozom din fiecare pereche mostenit de la fiecare parinte. Acesti cromozomi sunt numiti omologi sau autozomali
• Fiecare specie are un numar specific de perechi de cromozomi. Omul are n = 23; cainele are n = 39; drosofila are n = 7, etc.
![Page 6: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/6.jpg)
MITOZA• Mitoza reprezinta calea comuna a diviziunii celulare. In timpul mitozei
cromozomii se divid egal astfel incat fiecare dintre celulele fiice au un bagaj genetic identic.
– Asigură creșterea și dezvoltarea unui organism
– Asigură repararea țesuturilor afectate
– Asigură continuitatea reprezentanților unei specii
• Etapele mitozei:
• Profaza:
-condensarea cromozomului
-disparitia membranei nucleare
-deplasarea centriolilor la polii celulei
-formarea fusului de diviziune
• Metafaza:
-alinierea cromozomilor la ecuator (placa ecuatoriala)
-atasarea centrozomilor la fusul de diviziune
• Anafaza:
-diviziunea centrozomului.
-formarea a doi cromozomi cu cate o singura cromatida
-atragerea fiecarui cromozom la polul celulei de catre fusul de diviziune.
• Telofaza:
-decondensarea cromozomilor
-refacerea membranei nucleare
-dezorganizarea fusului de diviziune
-diviziunea citoplasmei si formarea a doua celule (citokineza)
![Page 7: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/7.jpg)
Mitosis - A review
![Page 8: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/8.jpg)
GAMETOGENEZA
• Procesul prin care celulele germinale imature (spermatogonia sau ovogonia) sunt transformate in gametii maturi (spermia sau ovocitul) prin spermatogeneza la barbat si ovogeneza la femeie
• Gametii maturi sunt pregatiti pentru fertilizare
• Gametogeneza se bazeaza pe un proces specializat de diviziune celulara numit meioza, proces cu desfasurare cronologica diferita la cele doua sexe
![Page 9: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/9.jpg)
MEIOZA
• Este o diviziune celulara speciala în urma căreia celulele germinale diploide sun trnasformate în gameti haploizi
• La om porneste de la 46 cromozomi bicromatidici și constă în 2 diviziuni celulare fara sinteza de ADN între ele:– Meioza I (diviziunea reductională) în timpul căreia numărul de
cromozomi ai celulei germinale este redus la jumătate (rezultă 2 celule cu câte 23 cromozomi bicromatidici)
– Meioza II (diviziunea equatională) în timpul căreia se formează 4 celule cu câte 23 cromozomi unicromatidici
• Meioza asigură variabilitatea genetică prin procesele de crosing-over și segregație.
![Page 10: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/10.jpg)
Meioza I (diviziunea reductională) M1
• Perechile omoloage de cromozomi se împletesc împreună și formează tetrade (patru cromatide) proces numit sinapsă (2n,4c)
• Odata cu formarea tetradelor, evenimentul principal al profazei este reprezentat de crossing-over (recombinare)
• In procesul de crossing-over cromozomii omologi schimba segmente cromatidice la nivelul chiasmelor
• Acest proces asigura variabilitatea genetică prin redistribuirea materialului genetic
• Procesul este periculos deoarece poate duce la deleții sau duplicații ale materialului genetic, dar este important deoarece crește diversitatea genetică și facilitează evoluția
![Page 11: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/11.jpg)
Meioza I (diviziunea reductională) M1
• În metafaza M1 perechile de cromozomi se aliniaza împreună (in mitoză cromozomi se aliniau individual)
• Anafaza M1: fusul de diviziune atrage la polii opuși cei doi cromozomi omologi. Centromerul nu se divide și cromozomii ramân bicromatidici
• Telophase of M1: citoplasma se divide în două celule, fiecare cu un numar haploid de cromozomi bicromatidici (n,2c)
![Page 12: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/12.jpg)
Meioza II (diviziunea equațională) M2
• Se aseamănă cu o mitoză
• In profaza M2 se formează fusul de diviziune
• În metafaza M2 cromozomii bicromatidici se aliniază și formează placa ecuatorială
• În anafaza M2 centromerii se divid, iar cromozomii monocromatidici sunt atrași spre cei doi poli opuși ai celulei
• În telofază citoplasma se divide si se formează două celule haploide
• După M2 se formează 4 celule care contin un set haploid de cromozomi unicromatidici (n,c).
Diferența dintre mitoză și meioză
![Page 13: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/13.jpg)
CELULELE GERMINALE PRIMORDIALE
Celulele germinale primordiale (gonocite) au origine epiblastica, de unde migreaza in sapt.2 de gestatie in peretele vezicii ombilicale.
In timpul saptamanilor 4-5 aceste celule migreaza spre crestele genitale, unde se vor diferentia in celulele precursoare ale gametilor (numite spermatogonii la barbat siovogonii la femeie)
![Page 14: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/14.jpg)
Spermatogeneza
• Totalitatea proceselor prin care celulele germinale primitive (spermatogoniile) ale barbatului se transforma in celule germinale mature sau spermii
• Dureaza 64 zile
• Debuteaza la pubertate si continua toata viata
• Are loc la nivelul tubilor seminiferi ai testiculului
![Page 15: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/15.jpg)
SpermatogenezaFAZE:PROLIFERARE (spermatocitogeneza): fiecare
spermatogonie se divide prin mitoza in 2 spermatogonii fiice, care au un numar diploid de cromozomi: 44 + XY. Spermatogoniile sufera un proces de crestere si se transforma in spermatocite primare (diploide, cromozomi bicromatidici)
CRESTERE SI MATURARE (PRIN MEIOZA):1. Prima diviziune meiotica: diviziune
reductionala prin care spermatocitul primar da nastere la doi spermatociti secundari (haploizi, cromozomi bicromatidici, 22 + X or 22 + Y)(24 zile)
2. A doua diviziune meiotica: o mitoza fara interfaza normala (nu se mai replica ADN-ul) prin care spermatocitul secundar se divide in doua spermatide cu numar haploid de cromozomi unicromatidici (8 ore)
CITODIFERENTIEREA spermatidelor in spermii mature (spermatozoizi) printr-un proces numit spermiogeneza (24 zile).
Spermatogonia:cca 12 µm in diametruSituat in vecinatatea laminei bazale a epiteliuluitip A – celula stem
tip Ad – se divide rartip Ap– sufera diviziuni mitotice
tip B – celule progenitoare (diviziuni mitotice– 16 zile)
Spermatocite primare:celule mari – 18-20 µm profaza primei diviziuni meiotice lunga (24 zile)diploide – 46 (44, XY) cromozomi bicromatici, 23 tetrade (ADN 2n4c)
Spermatocit secundar:Celula mica – 12 µm Meioza II (8 ore)haploid – 23 cromozomi,bicromatidici (1n2c)
Spermatide:Celule mici – 7-8 µm haploide –23 cromozomi unicromatidici (1n1c)Nu se mai divid –urmeaza caleaspermiogenezei
![Page 16: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/16.jpg)
Spermiogeneza
• Procesul prin care spermatida se transforma in spermie (spermatozoid):
– Durata procesului – 24 zile
– 3 faze:
• Faza Golgi
– Granule proacrozomale
• Faza acrozomala
– Vezicule acrozomice
– Acrozomul contine enzime hidrolitice (hialuronidaza, neuraminidaza, acid fosfataza, zonalizina) care sunt eliberate la debutul fertilizarii pentru a ajuta spermia sa penetreze corona radiata si zona pellucida, aflate in jurul oocitului secundar
• Faza maturatie
– Corpii reziduali sunt indepartati
– Formarea spermiei
![Page 17: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/17.jpg)
Spermia
• Celula motila alcatuita din cap, gat si coada
• Capul, alcatuit aproape in totalitate din nucleul haploid, este acoperit partial de acrozom
• Coada spermie are 3 segmente: mijlociu, principal si piesa terminala. Asigura motilitatea spermiei spre locul de fertilizare
• Piesa mijlocie contine mitocondrii si furnizeaza ATP-ul necesar activitatii motile
![Page 18: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/18.jpg)
Ovogeneza
• formarea ovocitului secundar cu un numar haploid de cromozomi
• Locul de desfasurare: cortexul ovarului, care contine un numar mare de ovogonii, ce se vor diferentia in ovocite primare
• Debuteaza in viata fetala, se definitiveaza dupa pubertate si continua pana la menopauza
• Dupa nastere in ovar nu mai sunt ovogonii deoarece acestea se diferentiaza toate in ovocite primareinainte de nastere
• La nastere sunt cca 2 milioane oocite primare; 40 000 oocite supravietuiesc pana la pubertate; approx. 400 ovuleaza; restul degenereaza (devin atretice)
![Page 19: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/19.jpg)
Maturarea prenatala a oocitelor
• In timpul vietii fetale timpurii: fiecareovogonie se divide prin mitoza in douaoogonii fiice (diploide, cromozomiunicromatidici, 44 + XX).
• Ovogonia creste si formeaza ovocitul primar(diploid, cromozomi bicromatidici). Ovocitulprimar incepe prima diviziune meiotica si se opreste in profaza
• ovocitul primar este inconjurat de un singurstrat de celule plate cu originea in cortexulovarian, acest complex purtand numele de folicul ovarian primordial
• Maturarea ovocitului este strans legata de dezvoltarea invelisului sau celular
• La nastere toate ovocitele primare sunt in repaus si raman astfel pana la pubertate, cand incep sa-si definitiveze prima diviziunemeiotica
![Page 20: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/20.jpg)
Ovogeneza
IN TIMPUL FIECARUI CICLU OVARIAN (DUPA PUBERTATE):- Se completeaza prima diviziune meiotica: ovocitul primar se divide intr-un ovocit secundar(haploid cromozomi bicromatidici: 22 + X) siprimul globul polar (care degenereaza)- A doua diviziune meiotica: incepe la ovulatie, progreseaza pana in metafaza si ramane in repausDUPA FERTILIZARE (IN TUBA UTERINA):-A doua diviziune meiotica se completeaza: ovocitul secundar se divide intr-un ovul matur sial doilea globul polar (degenereaza)
DUPA NASTERE NU SE MAI FORMEAZA OvOCITE PRIMARE LA FEMEIE
![Page 21: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/21.jpg)
FOLICULOGENEZA SI OVULATIA• La nastere ovocitul primar este inconjurat de
celulele foliculare cuboidale si zona pellucida (membrana glicoproteica acelulara), impreuna formand foliclulul primar
• In timpul pubertatii se adauga straturi celulare noi in jurul oocitului primar, formand foliculul de crestere. Intre celulele foliculare apare o cavitate (antrum) care se umple de lichid folicular
• Celulele foliculare se diferentiaza in:– Stratum granulosum, care formeaza peretele
foliculului
– Cumulus oophorus : celule care inconjoara oocitul primar
• Peretele (teaca) foliculului se va diferentia in:– teaca externa : fibroasa
– teaca interna : stratul vascular si celular
• In acest stadiu de crestere se transforma in folicul preovulator (37 ore inaintea ovulatiei). Se completeaza prima diviziune meiotica, iar ovocitul secundar incepe a doua diviziune meiotica
![Page 22: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/23.jpg)
Ovocitul matur
• Este acoperit de o membrana acelulara(zona pellucida) si un strat de celule foliculare (corona radiata)
• Oprit in metafaza celei de-a doua diviziuni meiotice
• Are un numar haploid de cromozomi: 22 + X
![Page 24: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/24.jpg)
Diferente intre gameti
Spermia
• Motilitate crescuta
• Putina citoplasma.
• Are doua tipuri de cromozomi sexuali: 23,x sau 23,y / si stau la baza determinarii sexului genetic
Oocitul secundar
• imobil
• citoplasma abundenta
• este inconjurat de zona pellucida siu un strat de celule foliculare - corona radiata
• are un singur tip de cromozomi sexuali: 23,x
![Page 25: Gametogeneza - umfcv.ro · PDF filedivizune celulara-meioza, ... monozigotici (identici genetic - diviziunea zigotului –o singura fertilizare). In cazul gemenilor dizigotici (doua](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022021417/5a7b3c247f8b9a2e6e8bc044/html5/thumbnails/25.jpg)
Ovogeneza difera de spermatogeneza prin 3 caracteristici majore:
• Citokineza este inegala in meioza – majoritatea citoplasmei ajunge la o singura celula fiica (ovocitul) care va forma ovulul. Primul si al doilea globul polar vor degenera. Cauza? Citoplasma este necesara pentru hrana viitorului zigot
• Celulele gametogene masculine se formeaza prin mitoze toata viata individului - acest lucru nu se intâmplă la femeie
• La barbat, spermatogeneza este un proces continuu care debuteaza la pubertate si continuua pana la moarte. Procesul de producție a spermiilor durează doar cateva saptămâni. Fiecare ejaculare contine 100-500 milioane spermii. La femeie, oogeneza se caracterizeaza prin perioade lungi de repaus. Prima diviziune meiotica incepe inainte de nastere fara a fi completa. Se poate termina cu aproximativ o luna inainte de ovulatie. A doua diviziune meiotică se produce chiar inaintea procesului de fertilizare (daca are loc). Prin urmare, o meioza poate dura si 50 ani
DIFFERENCES
• SPERMATOGENEZA
• Doua diviziuni meiotice complete
• Produce 4 spermii haploide
• OvOGENEZA
• Se opreste in profaza diviziuni meiotice pana la ovulatie
• In timpul ovulatiei ovocitul este in metafaza celei de-a doua diviziuni meiotice
• Daca nu este fertilizat ovocitul si cei 3 globuli polari degenereaza