BIOLOGIA CELULAR Y EMBRIOLOGIA Embriología Dr. Mario Manes Bioq. Silvia Chamut Ing. Zoot. Valeria García Valdez

CONCEPTOS GENERALES: TIPOS DE REPRODUCCIÓN La reproducción (o autoperpetuación), es una propiedad básica de los seres vivientes, y se presenta con dos modalidades diferentes: R. Vegetativa: 1 progenitor - células somáticas - descendencia genéticamente idéntica R. Sexual: 2 progenitores - células sexuales - descendencia genéticamente diferente

CONCEPTOS GENERALES: DESARROLLO EMBRIONARIO El desarrollo embrionario se asocia con la reproducción sexual. Comprende la etapa del individuo que transcurre en el interior del cuerpo materno (animales vivíparos) o en el interior de las cáscaras del huevo (animales ovíparos) El desarrollo completo del individuo (desarrollo ontogenético), requiere de un desarrollo embrionario y un desarrollo posnatal

CICLO DE VIDA DE UN ORGANISMO PLURICELULAR La fecundación, o fusión de dos células sexuales haploides (n), resulta en una célula huevo o cigoto diploide (2n). Esta célula a través de procesos de desarrollo origina un organismo adulto. La meiosis en el adulto genera nuevas células sexuales haploides (óvulos o espermatozoides). Durante la meiosis, que lleva los gametos a una condición haploide (n), y durante la fecundación, que restablece el número diploide (2n), las células sexuales o gametos experimentan recombinaciones genéticas

COMPOSICIÓN GENÉTICA DEL CIGOTO Como resultado de la fecundación, el genoma del cigoto (o futuro individuo) queda conformado por los caracteres genéticos de ambos progenitores

DIVERSIDAD EVOLUTIVA DE LOS VERTEBRADOS Los vertebrados actuales comprenden los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos

MORFOLOGÍA EXTERNA DE EMBRIONES DE DIFERENTES VERTEBRADOS La gran similitud entre embriones tempranos de diferentes grupos de vertebrados es evidente Embriones de humano, perro, elefante y raton, de 7 semanas de gestacion

PLAN ESTRUCTURAL DE LOS VERTEBRADOS La morfología externa y estructura interna del embrión de vertebrado, reflejan un plan estructural común

PROCESOS INVOLUCRADOS EN EL DESARROLLO En el desarrollo de un organismo multicelular (desarrollo ontogenético) se expresan diversas actividades celulares. Entre estas se encuentran: Crecimiento: Las células proliferan por división celular (mitosis), incrementando la masa del organismo. Se debe incluir la expansión generada por sustancia intercelular Diferenciación celular: Las células se especializan adquiriendo la forma y función de las células adultas Migración celular: Grupos de células se desplazan hacia nuevos emplazamientos en el cuerpo del embrión Todos estos procesos se encuentran controlados por un programa genético del desarrollo.

CRECIMIENTO Alométrico Isométrico La eliminación de las membranas interdigitales y las consecuente formación de los dedos mediante procesos de apoptosis puede considerarse un crecimiento negativo

DIFERENCIACIÓN CELULAR Continuar modificaciones desde aquí Diferenciación celular durante el desarrollo normal. La masa celular interna (embrioblasto) contiene células pluripotentes, progenitoras de todos los tipos celulares del adulto.

Células en migración a través de procesos ameboideos MIGRACIÓN CELULAR Células en migración a través de procesos ameboideos

FASES O ETAPAS DEL DESARROLLO EMBRIONARIO Gametogénesis Fecundación Segmentación Gastrulación Organogénesis Crecimiento y diferenciación histológica

GAMETOGÉNESIS La gametogénesis o formación de los gametos involucra cambios en el núcleo (meiosis) y cambios en el citoplasma. Las dos divisiones meióticas producen cuatro células haploides (n).

Estructura del espermatozoide ESPERMATOGÉNESIS Espermiogénesis Estructura del espermatozoide

OVOGÉNESIS Ovocito de ave Ovocito de mamífero (ovíparos) - 40 mm diámetro Ovocito de mamífero (vivíparos) - 0,1 mm diámetro

Organización interna del ovocito de: OVOGÉNESIS Organización interna del ovocito de: Ovíparo – ausencia de gránulos corticales – presencia de gránulos de vitelo Vivíparo – presencia de gránulos corticales – ausencia de gránulos de vitelo Los gránulos corticales participan en el bloqueo de la polispermia en los vivíparos La acumulación de vitelo en los ovíparos produce el desplazamiento del núcleo y una porción de citoplasma hacia un extremo

OVOGÉNESIS Cubiertas primarias del ovocito: Zona pelúcida Corona radiada Cubiertas primarias del ovocito: Membrana vitelina (= zona pelúcida) Las cubiertas primarias del ovocito se forman en el ovario, mientras que las cubiertas secundarias se adicionan en el oviducto

FECUNDACIÓN Proceso de unión de gametos haploides (espermatozoides y óvulo) para producir un cigoto diploide. Etapas I. Penetración del espermatozoide a través de las cubiertas del ovocito II. Respuesta de activación del ovocito Bloqueo de polispermia Formación de los pronúcleos y fusión nuclear

FECUNDACIÓN: I. Penetración del espermatozoide El ovocito es fecundado en la porción de inicial de las trompas Los espermatozoides se abren paso a través de la corona radiada y la zona pelúcida mediante el empleo de las enzimas del acrosoma

FECUNDACIÓN: I. Penetración del espermatozoide La reacción acrosómica está facilitada por una interacción entre moléculas complementarias “bindinas” en la membrana plasmática del espermatozoide y en la zona pelúcida del ovocito.

FECUNDACIÓN: II. Respuesta de activación del ovocito Bloqueo rápido de la polispermia (temporario) El potencial eléctrico de la membrana del ovocito se eleva como consecuencia de influjo de iones positivos El contacto de las membranas de ambos gametos desencadena el bloqueo de la polispermia

FECUNDACIÓN: II. Respuesta de activación del ovocito Bloqueo lento de la polispermia (permamente) A partir de sitio de contacto con el espermatozoide se produce una onda de ruptura de los gránulos corticales El material liberado por exocitosis modifica estructuralmente la zona pelúcida, la que se vuelve refractaria a la penetración de nuevos espermatozoides

FECUNDACIÓN: II. Respuesta de activación del ovocito Bloqueo lento de la polispermia (permamente) El ovocito activado, bloquea la polispermia mediante una reacción cortical Zona pelúcida Espacio perivitelino zona pelúcida modificada Reacción cortical Ruptura y liberación del contenido de los gránulos corticales. Formación de un espacio perivitelino Transformación de la zona pelúcida (destrucción de receptores)

FECUNDACIÓN I. Penetración del espermatozoide a través de las cubiertas del ovocito II. Respuesta de activación del ovocito: bloqueo de la polispermia

FECUNDACIÓN: II. Respuesta de activación del ovocito Formación de los pronúcleos y fusión nuclear (anfimixis) Formación y fusión de los pronúcleos haploides (femenino y masculino) para conformar finalmente el cigoto diploide. La realización del proceso comprende varios pasos

FECUNDACIÓN: II. Respuesta de activación del ovocito Formación de los pronúcleos y fusión nuclear (anfimixis) Incorporación del espermatozoide - culminación de la meiosis - formación de los pronúcleos - fusión de los pronúcleos

SEGMENTACIÓN Serie de divisiones celulares del ovocito fecundado cuyo resultado: la blástula depende de la cantidad de vitelo Ovíparos: segmentación incompleta Vivíparos: segmentación completa

GASTRULACIÓN Blástula La gastrulación sigue a la segmentación y tiene por objeto la formación de la gástrula con lo que quedan definidas las capas fundamentales del embrión (ectodermo, mesodermo y endodermo) Blástula

ORGANOGÉNESIS La organogénesis es un conjunto de cambios mediante los cuales las capas embrionarias se transforman en los diferentes rudimentos de órganos. Gástrula

CRECIMIENTO Y DIFERENCIACIÓN HISTOLÓGICA Los rudimentos de órganos comienzan a crecer y las células a diferenciarse paulatinamente adquiriendo sus capacidades fisiológicas Etapa fetal Desarrollo posnatal

BIBLIOGRAFÍA CARTILLA DE EMBRIOLOGÍA (Cátedra de Histología y Embriología Normal) LANGMAN J. Embriología médica. Ed Panamericana (Facultad Medicina) KARDONG K.V. Vertebrados, Anatomía comparada, Función, Evolución Ed Mc Graw Hill- Interamericana (Facultad de Agronomía y Zootecnia, El Manantial) BALINSKY, B.I. & FABIAN B.C. Introducción a la embriología. Ed. Omega, Barcelona (5a ed.) 1983. (Facultad de Agronomía y Zootecnia, El Manantial) GENESER, F. Histología. Ed. Médica Panamericana, (3a ed.) 2000. (Cátedra de Histología y Embriología Normal, Facultad Medicina)

Fin Embrión de murciélago de la fruta, Carollia Perspicillata