Estudo dirigido_ embriologia

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Histologia e Biologia do Desenvolvimento – Estudo Dirigido: Células 
Germinativas e fecundação 
 
 
 
01) Uma célula ovo de camundongo pode ser manipulada por transplante 
nuclear de modo a ficar com dois genomas maternos. Se essa célula manipulada for 
re-implantada em um animal, seu desenvolvimento será normal? Justifique sua 
resposta. 
 
As células cuja herança deriva somente do óvulo são capazes de se dividir para 
formar embriões com medula espinhal, músculos, esqueleto e órgãos. Porém, o 
desenvolvimento para a partir de um ponto, geralmente no dia 10 ou 11; os embriões ficam 
deformados. Ou seja, o desenvolvimento não é capaz de ser completado quando os 
cromossomos são somente derivados do óvulo. 
A razão para a morte embrionário é que em algumas células somente o alelo de 
certos genes provenientes da mãe é ativo, enquanto que em outras células somente o alelo 
derivado do gameta masculino é funcional. Um exemplo dessa situação que pode ser citado 
é de um fator de crescimento de órgãos embrionários e fetais em camundongos: o alelo 
desse gene derivado paternalmente é ativado em todo embrião, enquanto que o alelo 
derivado maternalmente é em geral inativo; ou seja, se o alelo materno for mutante, o 
embrião não terá problemas no crescimento, mas se o alelo mutante for o paterno, o 
camundongo terá o seu crescimento prejudicado. 
Ou seja, como certos genes importantes para o crescimento do embrião 
somente são ativos quando provindos do espermatozóide e outros só são ativos quando 
provindos do óvulo, os dois pronúcleos (materno e paterno) são necessários para o 
desenvolvimento completo em mamíferos. 
 
 
2) Compare a oogênese e a espermatogênese descrevendo as principais 
diferenças entre esses dois processos. 
 
A formação dos gametas é a gametogênese. Em quase todos os animais, os 
gametas originam - se de células germinativas, nas gônadas — testículos (gônadas 
masculinas) e ovários (gônadas femininas). 
 
ESPERMATOGÊNESE: Os espermatozóides originam - se de espermatogônias, 
células que se encontram nas paredes dos túbulos seminíferos. Dos túbulos seminíferos, 
onde são produzidos, os espermatozóides passam para os epidídimos e para os ductos 
deferentes, onde completam sua maturação e são armazenados. Na fase de Multiplicação, 
as células germinativas primordiais se convertem em espermatogônias, células diplóides 
que se multiplicam por mitose. Essa multiplicação se acelera na puberdade e diminui na 
velhice. 
A fase de Crescimento começa a ocorrer depois de alcançada a maturidade 
sexual. Um pequeno aumento do volume do citoplasma transforma espermatogônias em 
espermatócitos primários, que são células diplóides. 
A Maturação é a fase em que ocorre a meiose. Após a primeira divisão da 
meiose, cada espermatócito primário origina dois espermatócitos secundários. Como 
resultam da primeira divisão da meiose, são células haplóides. A segunda divisão da meiose 
resulta em quatro espermátides, todas haplóides. 
Na fase de Espermiogênse, as espermátides, embora haplóides, ainda não são 
gametas maduros. Por diferenciação, sem divisão celular, se transformam em 
espermatozóides. 
 
OOGÊNESE (OVOGÊNESE): Nos ovários, os ovócitos se encontram 
circundados por células foliculares, formando os folículos ovarianos primários. Assim como a 
espermatogênese, a ovogênese também é dividida em fases. 
A fase de Multiplicação acontece nos ovários, onde as células germinativas 
primordiais se convertem em ovogônias, células diplóides que se dividem por mitose, 
aumentando em quantidade. No momento em que é formado o ovócito primário a partir da 
ovogônia, ele é envolvido por uma camada de células foliculares, que têm forma achatada. 
O folículo é denominado folículo primordial. 
Na fase de Crescimento, as ovogônias aumentam muito em volume e se 
transformam em ovócitos primários, que são células diplóides, e interrompem a meiose na 
Prófase I (durante o decorrer da oogênese). 
Uma menina nasce com aproximadamente 400 mil ovócitos primários, no qual 
apenas de 400 a 500 irão originar gametas, geralmente um a cada ciclo menstrual. A fase 
de Maturação se inicia quando a menina alcança a puberdade. 
Diferente da espermatogênese, que após a meiose do espermatócito primário 
tem-se espermatócitos secundários, quando o ovócito primário conclui a primeira divisão da 
meiose, surgem duas células haplóides: o ovócito secundário, que recebe quase todo 
citoplasma, e o glóbulo polar, célula pequena que pode se desintegrar antes da segunda 
divisão da meiose. Próximo da metade do ciclo menstrual, o folículo maduro se rompe e 
libera o ovócito secundário, cuja divisão se encontra interrompida na metáfase II. Recolhido 
pela tuba uterina degenera 24 horas depois de ter sido liberado, se não for fecundado. 
Se o ovócito secundário for fecundado, a segunda divisão da meiose se 
completa. Portanto, o verdadeiro gameta feminino humano é o ovócito secundário, que se 
une com o espermatozóide. 
Quando o ovócito secundário termina a segunda divisão da meiose, mais uma 
vez a distribuição do citoplasma é desigual: uma das células - filhas haplóides têm bastante 
vitelo, enquanto a outra — o corpúsculo polar — recebe quantidade diminuta de citoplasma 
e degenera pouco depois. 
 
Principais diferenças entre os dois processos: 
 
ESPERMATOGÊNESE OOGÊNESE 
Durante a maturação, o espermatócito I dá 
origem a quatro espermatozóides. 
 
Durante a maturação, o ovócito I 
sintetiza apenas um óvulo 
O tempo de crescimento é mais rápido, em 
relação á ovogênese. 
O tempo de crescimento é mais rápido, 
em relação á espermatogênese. 
 
O tempo que leva a germinação é longo, 
em relação á ovogênese. 
 
O tempo que leva a germinação é curto, 
em relação á espermatogênese. 
 
 
 
3) Quais os principais mecanismos que previnem a penetração de mais de 
um espermatozóide no óvulo? 
 
Tomando como exemplo a fecundação do ouriço, existem dois mecanismos para 
evitar a entrada de mais de um espermatozóide em um mesmo óvulo: 
 
a) REAÇÃO RÁPIDA – Mudança elétrica na membrana plasmática do óvulo – A membrana 
funciona como uma barreira entre o citoplasma e o ambiente. A concentração iônica dentro 
do óvulo é muito diferente da do meio externo; isso porque o interior do óvulo possui uma 
menor concentração de sódio e maior de potássio em relação ao meio externo, o que acaba 
gerando um potencial de -70mv no interior dessa célula. 
Nos primeiros 3 segundos após a ligação do primeiro espermatozóide, o 
potencial dentro do óvulo passa a ser +20mv, por meio de um pequeno influxo de sódio para 
o óvulo. O espermatozóide não consegue se fundir com membranas que tenham potencial 
de repouso positivo. 
Muito provavelmente, o espermatozóide conduz uma proteína carregada 
positivamente, sendo que a inserção desse componente na membrana do óvulo seria 
regulada pela carga elétrica transmembrana. 
 
b) REAÇÃO LENTA – Exocitose de grânulos corticais – O potencial da membrana só fica 
alterado por cerca de um minuto. Se os espermatozóides permanecerem ligados ao 
envoltório do óvulo, a polispermia ainda pode acontecer. A remoção deles é feita pela 
reação dos grânulos corticais, os quais se tornam ativos depois de 1 minuto da ligação bem 
sucedida entre espermatozóide e óvulo. 
Abaixo da membrana do óvulo, existem milhares de grânulos corticais (15.000). 
Quando o espermatozóide entra, esses grânulos se fundem na membrana do óvulo, 
liberando seu conteúdo no espaço entre a membrana e a esteira fibrosa das proteínas do 
envoltório vitelínico. 
As proteínas que estão envolvidas no processo de exocitose são: 
- Protease – Dissolvem as regiões que conectam as proteínas do envoltório vitelínico e da 
membrana celular, secionando o receptor de bindina e todo espermatozóide a ele ligado. 
- Mucopolissacarídeos liberados pelos grânulos– Produzem um gradiente osmótico que 
permite a entrada da água no espaço entre a membrana celular e o envoltório; este por sua 
vez se expande e passa a ser chamado de envoltório de fertilização 
- Peroxidase – Enrijece o envoltório de fertilização 
- Hialina – Forma uma capa em volta do óvulo 
Todo esse processo destrói a ligação entre espermatozóide e óvulo, impedindo a 
polispermia. 
 
04) Descreva o papel crucial do cálcio na fecundação. 
 
No processo de fertilização, o aumento da concentração citosólica de cálcio, no 
gameta masculino, é um passo essencial na via de sinalização da ZP3 (uma das três 
glicoproteínas da zona pelúcida e espécie-específica), levando à reação acrossomal, que 
resulta na liberação do conteúdo vesicular acrossômico e na subseqüente interação dos 
gametas 
Depois que ocorre a fertilização, a concentração intracelular de cálcio aumento 
drasticamente, fazendo com que as membranas corticais se fundem com as do ovo, 
causando a exocitose do conteúdo dessa vesícula. Essas vesículas representam um 
mecanismo que impede a polismerpia. 
Quando ocorre a ligação entre espermatozóide e óvulo, mecanismos contra a 
polispermia são ativados, entre eles está a liberação de íons de cálcio do retículo 
endoplasmático, que resulta na onda de cálcio que varre o ovo. Essa liberação de cálcio é 
essencial para a ativação do desenvolvimento do embrião. Ativa uma série de reações 
metabólicas, como a ativação da enzima NAD+ quinase, que converte o NAD+ em NADP+; 
Essa mudança pode acarretar importantes conseqüências: 
- para o metabolismo lipídico, já que o NADP+ pode ser utilizado como coenzima para a 
biossíntese lipídica. Ou seja, é importante na construção de novas membranas exigidas 
durante a clivagem. 
- quanto ao consumo de Oxigênio: Um surto de redução do oxigênio é utilizado para 
cruzamento ligado da membrana de fertilização. A enzima responsável por essa redução do 
oxigênio para água oxigenada também é dependente de NADPH. 
- NADPH ajuda na regeneração de glutationa (antioxidante hidrossolúvel) e de ovotiois, que 
são importantes para a retirada de radicais livres que poderiam prejudicar o DNA do ovo e 
do embrião precoce. 
O aumento de íons livres de cálcio intracelular também inicia a movimentação 
dos mecanismos de divisão celular: os íons degradam a ciclina, permitindo o início dos 
ciclos de divisão