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Gametogênese e Fecundação O processo da gametogênese inicia-se com a fusão do ovócito secundário e o espermatozoide no trato reprodutivo feminino, quando então, pela fusão do pró-núcleo do ovócito com o pró-núcleo do espermatozoide, será formado um novo ser. • Ciclo Hormonal Feminino Desde a formação embrionária, as gônadas humanas, testículos e ovários, guardam células que se conservam em estado indiferenciado e se mantêm nessas condições, durante a vida intrauterina, enquanto as outras células (somáticas), diferenciam-se em tecidos. Essas células embrionárias indiferenciadas recebem o nome de células germinativas primordiais e será a partir delas que as gônadas darão origem aos gametas. A gametogênese relaciona-se as mudanças que as células sexuais (germinativas), femininas e masculinas passam até constituírem um gameta maduro (ovócito ou espermatozoide), capaz de participar do processo de fertilização. A gametogênese é dividida em 4 fases: 1- origem extraembrionária; 2- um aumento no número de células germinativas por mitose; 3- uma redução no número de cromossomos por meiose; 4- a maturação estrutural e funcional de óvulos e espermatozoides. A primeira fase da gametogênese é idêntica em homens e mulheres, considerando que existem diferenças marcantes entre o padrão masculino e feminino nas últimas três fases. Gametogênese – Fase 1 – Extraembrionária: origem e migração das células germinativas primordiais (CGP). • As células germinativas primordiais, os primeiros precursores reconhecíveis dos gametas, têm origem fora das gônadas e migram para as gônadas durante o desenvolvimento embrionário inicial. As células germinativas primordiais humanas tornam-se facilmente reconhecíveis após 24 dias da fertilização (cerca de 3 semanas), na camada endodérmica do saco vitelino. Gametogênese – Fase 1 – Extraembrionária: origem e migração das células germinativas primordiais (CGP). As células germinativas primordiais saem do saco vitelino no epitélio do intestino posterior e em seguida migram pelo mesentério dorsal até alcançarem os primórdios das glândulas. Fonte: Carlson, B. (2014). Embriologia humana e biologia do desenvolvimento (5° ed.) Gametogênese – Fase 1 – Extraembrionária: origem e migração das células germinativas primordiais (CGP). Gametogênese – Fase 1 – Extraembrionária: origem e migração das células germinativas primordiais (CGP). As células germinativas primordiais extraviadas que se alojam em locais extragonadais geralmente morrem, mas se estas células sobreviverem, elas podem evoluir para teratomas. Os teratomas são crescimentos bizarros que contêm uma mistura de tecidos altamente diferenciados, tais como pele, cabelo, cartilagem e até mesmo dentes. Eles são encontrados no mediastino, na região sacrococcígea e na região oral. Gametogênese – Fase 1 – Extraembrionária: origem e migração das células germinativas primordiais (CGP). Teratoma orofaríngeo Teratoma Sacrococcígeo Gametogênese – Fase 2 – Aumento do Número de Células Germinativas Primordiais por Mitose. Após chegarem as gônadas, as células germinativas primordiais começam uma fase de rápida proliferação mitótica. Em uma divisão mitótica, cada célula germinativa produz duas progênies diploides que são geneticamente iguais. Por meio de várias séries de divisões mitóticas, o número de células germinativas primordiais aumenta exponencialmente de centenas para milhares. O padrão de proliferação mitótica difere muito entre as células germinativas femininas e masculinas. Gametogênese – Fase 2 – Aumento do Número de Células Germinativas Primordiais por Mitose. Mulheres: • Ovário Embrionário - Ovogônias (ou oogônias): CGP mitoticamente ativas. • Mitose entre o 2.° e 5.° mês (gestação). • O número de CGP chega a ≈ 7 milhões (depois não aumenta mais). • Atresia: processo contínuo (até a menopausa) de degeneração das ovogônias. Gametogênese – Fase 2 – Aumento do Número de Células Germinativas Primordiais por Mitose. . Gametogênese – Fase 2 – Aumento do Número de Células Germinativas Primordiais por Mitose. . Homens: • Testículo embrionário - Espermatogônias: CGP mitoticamente ativas; • A mitose começa na etapa embrionária mas mantêm a capacidade de divisão durante toda a vida; • Começando na puberdade acontecem períodos de mitose nos túbulos seminíferos; • As células filhas entram em meiose sincronizadamente. Gametogênese – Fase 2 – Aumento do Número de Células Germinativas Primordiais por Mitose. . Espermatogênese Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. . O significado biológico da meiose em humanos é semelhante ao das outras espécies: 1- redução do número de cromossomos de diploide (2n) para haploide (1n), de modo que o número de cromossomos da espécie possa ser mantido de geração em geração; 2- o rearranjo independente dos cromossomos maternos e paternos para uma melhor mistura das características genéticas, que permite assim uma maior variabilidade genética e heterozigose; 3- a nova redistribuição da informação genética materna e paterna pelo processo de crossing-over durante a primeira divisão da meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Resumindo: - As CGP são células diploides (2n). Após a meiose se formam células haploides (1n); - O número de cromossomos varia dependendo da espécie; - É necessária para manter o número de cromossomas das células somáticas dos organismos em todas as gerações. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Meiose (fases): • Previamente à meiose acontece a replicação do DNA (produz células 2n, 4c); • A meiose I ou divisão reducional produz células 1n, 2c; • Não é necessária uma nova replicação após a meiose I; • A meiose II ou divisão equacional produz células 1n, 1c e é semelhante à mitose; • Na metáfase I acontece o alinhamento das tétrades ou bivalentes (formadas na prófase I) Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Meiose Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Meiose: Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Meiose (fonte de variabilidade genética): • A distribuição dos cromossomos paternos e maternos nos gametas é aleatório; • Redistribuição adicional do material genético durante o processo de recombinação genética (crossing-over) que acontece na prófase I. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Na primeira divisão meiótica, muitas vezes chamada de divisão reducional, uma prófase prolongada leva ao emparelhamento dos cromossomos homólogos e ao frequente crossing-over, que resulta na troca de segmentos entre os membros dos cromossomos emparelhados. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. Gametogênese – Fase 3 – Redução no Número de Cromossomos por Meiose. A segunda divisão da meiose, chamada de divisão equacional, é semelhante a uma divisão mitótica normal, exceto pelo fato que antes da divisão a célula é haploide (1n, 2C). Quando os cromossomos se alinham ao longo da placa equatorial na metáfase II, os centrômeros entre as cromátides irmãs se dividem, possibilitando que cada uma migre para os polos opostos do aparelho do fuso meiótico durante a anáfase II. Cada célula – filha da segunda divisão meiótica é, de fato, haploide, (1n, 1C). Gametogênese – Fase 4 – Maturação Estrutural e Funcional Final dos Óvulos e dos Espermatozoides. Gametogênese – Fase 4 – MaturaçãoEstrutural e Funcional Final dos Óvulos e dos Espermatozoides. Gametogênese – Fase 4 – Maturação Estrutural e Funcional Final dos Óvulos e dos Espermatozoides.
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