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 (Analice y ejemplifique casos en animales)

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) (Dé ejemplos de animales vivíparos y ovíparos en diferentes grupos de vertebrados)

El desarrollo completo del individuo (desarrollo ontogenético), requiere de un desarrollo embrionario y un desarrollo posnatal (Consulte los cambios que acontecen en el desarrollo posnatal. ¿Existen animales con un desarrollo posnatal más acentuado?)

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 (Analice las ventajas biológicas de la sexualidad en los organismos)

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 (¿Cómo evidencia este resultado el diagrama?)

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

(¿Qué nos indica el diagrama sobre los cambios evolutivos ocurridos en los vertebrados?)

MORFOLOGÍA EXTERNA DE EMBRIONES DE DIFERENTES VERTEBRADOS

 La gran similitud entre embriones tempranos de

diferentes grupos de vertebrados es evidente

(Considere esta diapositiva y la anterior, y extraiga conclusiones sobre la secuencia de aparición de los caracteres morfológicos comunes y distintivos en el desarrollo ontogenético de los vertebrados)

PLAN ESTRUCTURAL DE LOS VERTEBRADOS

La morfología externa y estructura interna del embrión de vertebrado, reflejan un

plan estructural común (Analice la disposición anatómica y destino de las estructuras observables: tubo nervioso; notocorda; somites; tubo digestivo; bolsas faríngeas; apéndice caudal. Para ello, considere los conceptos de simetría bilateral; ejes y planos embrionarios)

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. (Profundice a través de la lectura, la noción cada uno de estos procesos)

CRECIMIENTO

Isométrico

Alométrico

La eliminación de las membranas interdigitales y las consecuente formación de los dedos mediante procesos de apoptosis puede considerarse un crecimiento negativo (consulte otros ejemplos de crecimiento isométrico y alométrico. Defina la muerte celular por apoptosis)

DIFERENCIACIÓN CELULAR

Diferenciación celular durante el desarrollo normal. La masa celular interna (embrioblasto) contiene células pluripotentes, progenitoras de todos los tipos celulares del adulto. (Consulte el número de diferentes tipos celulares existentes en el organismo adulto y en cuantos tejidos fundamentales se agrupan)

MIGRACIÓN CELULAR

Células en migración a través de procesos ameboideos

(Investigue la estructura de los seudopodios y su participación en el desplazamiento celular. Observe algún video sobre migración celular)

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

(Esta diapositiva y las siguientes tratan las fases del desarrollo embrionario. Extraiga un concepto preciso de cada una de ellas. Conozca los procesos sobresalientes que acontecen en cada una de ellas)

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). (Explique la razón de divisiones citoplasmáticas desiguales en la ovogénesis. Analice las modificaciones citoplasmáticas que acompañan a la formación de ovocitos y espermatozoides)

ESPERMATOGÉNESIS

Espermiogénesis

Estructura del espermatozoide (Dé cuenta de los cambios estructurales y los orgánulos citoplasmáticos implicados en la transformación de una espermátida en un espermatozoide funcionalmente maduro)

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

Ovocito de ave (ovíparos) - 40 mm diámetro

(Observe las diferencia de tamaños entre ovocitos de vivíparos y ovíparos y relacione con el contenido en vitelo. Investigue qué es el vitelo; cómo se forma y cual es su función en el desarrollo embrionario de los ovíparos ¿Qué estructura en la evolución de los animales vivíparos, les permitió prescindir de esta sustancia?)

OVOGÉNESIS

Organización interna del ovocito de: Vivíparo – presencia de gránulos corticales – ausencia de gránulos de vitelo

Ovíparo – ausencia de gránulos corticales – presencia 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

Cubiertas primarias del ovocito: • Membrana vitelina (= zona pelúcida)

• Corona radiada

Las cubiertas primarias del ovocito se forman en el ovario, mientras que las cubiertas secundarias se adicionan en el oviducto (Investigue las cubiertas secundarias formadas en los animales ovíparos)

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 (Recabe más información acerca de este proceso)

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 contacto de las membranas de ambos gametos desencadena el bloqueo de la polispermia

El potencial eléctrico de la membrana del ovocito se eleva como consecuencia de influjo de iones positivos

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 (Analice con mayor detenimiento las sustancias liberadas y sus efectos. ¿existe bloqueo de la polispermia en animales ovíparos?)

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

Reacción cortical Ruptura y liberación del contenido de los gránulos corticales. • Formación de un espacio perivitelino • Transformación de la zona pelúcida (destrucción de receptores)

Espacio perivitelino

zona pelúcida modificada

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 (Analice estos procesos en el diagrama)

SEGMENTACIÓN Serie de divisiones celulares del ovocito fecundado cuyo resultado: la blástula depende de la cantidad de vitelo

Ovíparos: segmentación incompleta Vivíparos: segmentación completa (Analice las diferencias con las mitosis comunes. ¿que organelos y elementos de citoesqueleto se encuentran implicados? Estudie el significado de los términos: blastómeros, blastocele y blastocisto. Explique la influencia del vitelo sobre la segmentación)

GASTRULACIÓN 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

(Consulte el significado de los términos epiblasto, hipoblasto, línea primitiva y fosa primitiva)

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

Gástrula (Analice el origen y disposición relativa de los siguientes rudimentos:

tubo neural, notocorda, intestino primitivo)

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

(Determine los sistemas que requieren de desarrollo postnatal y justifique su respuesta)

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)

Embrión de murcielago de la fruta, Carollia Perspicillata

Fin