meiosis biologia

Universidad Andrés Bello Facultad de Medicina Laboratorio de Biología Celular Profesores: Andrea Tapia María Soledad Campano

Trabajo Práctico N°6:

Mitosis, Meiosis y Fecundación BIO131

Autores: Patricio Brito. Alejandra Montes. Fernanda Opazo. Fecha de entrega: 15 de Julio.

- 2016 – 2016 –

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Introducción La célula eucarionte puede reproducirse de dos formas: mitosis y meiosis. La primera busca mantener un linaje génico intacto y limitarse solo a aumentar el número de células o recambiar células en un tejido. La segunda es propia de las células sexuales, ya que su objetivo es disminuir a la mitad la carga cromosómica y generar una combinación génica con el propósito de generar un nuevo individuo al fusionarse con el gameto del sexo opuesto, genéticamente diferente a ambos progenitores, causando variabilidad genética en su descendencia. El ciclo celular se divide en dos etapas: interfase y fase M. Dentro de la interfase, se pueden encontrar 3 sub-fases, G1, S y G2, mientras que la fase M se divide en profase, metafase, anafase y telofase, terminando con la citoquinesis siendo la separación completa de ambas células. Cuando una célula sale del ciclo para especializarse, permanece en el Fase G0 haciendo que esta no se vuelva a reproducir. La meiosis, en cambio, al ser característica de la reproducción sexual, tiene que disminuir a la mitad el número de cromosomas en las células germinales, para esto, tiene las siguientes etapas: Profase I, esta,para dar lugar a cromosomas genéticamente variados y posee las subfases, leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis; luego siguen Metafase I; Anafase I; Telofase I. “Después de la primera división cada célula resultante tiene la mitad del número de cromosomas original, pero cada cromosoma se encuentra duplicado y compuesto por dos cromátidas hermanas. Ahora comienza la segunda división celular, sin que se produzca una nueva duplicación del DNA.” (1) Esta segunda división se divide en: Profase II; Metafase II; Anafase II; Telof ase ase II. Tras finalizar la meiosis se tiene que “cada célula resultante después de la segunda división meiótica es haploide, ya que tiene sólo la mitad de los cromosomas originales de la especie y cada cromosoma tiene sólo una cromátida.” (2) (2) Gametogénesis, es el proceso por el cual las células precursoras sexuales maduran. Existen dos tipos: la Espermatogénesis en el caso de los machos, proceso por el cual un espermatogonio se divide – por meiosis-, especializa y madura en 4 espermatozoides funcionales. La ovogénesis, por parte de las hembras, es el proceso por el cual un ovogonio se reproduce, especializa y madura en 1 ovocito y 3 cuerpos polares, más pequeños. Cuando se encuentran ambas celulas sexuales – sexuales – espermatozoide espermatozoide y ovocito- se lleva a cabo la fecundación. Este proceso comienza cuando un espermatozoide reconoce al ovocito y se acopla a él, al unirse sus membranas, el acromosa del espermio deja salir las enzimas hidrolíticas que contiene, pasando a través de la capa pelúcida del ovocito, cuando ocurre esto, la membrana del ovocito se despolariza evitando el ingreso de otro espermio opoliespermia. Una vez situado el núcleo espermatozoide dentro del ovocito, la fecundación termina cuando ambos pronucleos se fusionan, transformando el ovocito en cigoto.







Resultados IMAGEN 6: Actividad Nº4: Reconocimiento de espermatozoides

Nombre: Túbulos seminíferos de rata

(rattusnorvegicus) Tipo de muestra:Permanente

IMAGEN XX:

Tinción:Hematoxilina-eosina Aumento objetivo:40X







IMAGEN : XX

IMAGEN 7: Nombre:

Espermatozoides humanos

Tipo de muestra:

Permanente

Tinción: Aumento objetivo:

Hematoxilina-eosina 100X







Resultados:

Actividad Nº2: Observación microscópica de preparaciones permanentes de tejidos vegetales en distintas etapas de mitosis.

Profase Telofase Citocinesis

IMAGEN 1: Nombre: Raíz de cebolla. Tipo de muestra: Permanente. Tinción: Aumento objetivo: 40X Aumento total: 400X Observaciones: Etapas del ciclo celular; Interfase, Profase, Telofase y Citocinesis. *La citocinesis señalada está recién comenzando.

*El círculo encierra una fase determinada para una mejor identificación.

Interfase Metafase

IMAGEN 2: Nombre: Raíz de cebolla. Tipo de muestra: Permanente Tinción: Azul de Toluidina. Aumento objetivo: 40X Aumento total: 400X Observaciones: Etapas del ciclo celular; Metafase, Anafase. Metafase *El círculo encierra una fase determinada para una mejor identificación.







Actividad Nº3:

Observación microscópica de una preparación permanente de tejidos en meiosis. Folículo primario

IMAGEN 3: Nombre: Corte de tejido ovárico de rata.

Folículo primario. Tipo de muestra: Permanente Tinción: Hematoxilina-eosina. Aumento objetivo: 40X Aumento total: 400X Observaciones: Se observa encerrado en un círculo un folículo primario.

IMAGEN 4: Corteza ovárica

Nombre: Corte de tejido ovárico de rata. Tipo de muestra: Permanente Tinción: Hematoxilina-eosina. Aumento objetivo: Aumento total: Observaciones: Se observa la corteza ovárica, y un conjunto de folículos primordiales a la izquierda del esquema.









Folículo maduro

ovocito

de Graff Zona pelúcida

IMAGEN 5: Nombre: Corte de tejido ovárico de rata.

Folículo de Graff. Tipo de muestra: Permanente Tinción: Hematoxilina-eosina. Aumento objetivo: 10X Aumento total: 100X Observaciones: Folículo de Graff, antro folicular, corona radiada, ovocito, células granulosas, zona pelúcida.

Antro folicular

Corona radiada Células granulosas







Materiales y Métodos

La primera actividad señalada en la guía, consistía en la observación microscópica del proceso de fecundación in vitro de molusco (Choromytilus chorus.) Sin embargo, no se realizó puesto que no hubo material disponible para su realización.

La segunda actividad consistió en la observación microscópica de células vegetales de Allium cepa (L). Esta preparación, hecha a partir de raíz de cebolla, se encontraba teñida con azul de toluidina y se observó con el objetivo de 40X. Esto se realizó con el fin de identificar las fases de la división mitótica en células vegetales y las estructuras características de ellas.

La tercera actividad consistió en la observación de la gametogénesis femenina y masculina en tejido ovárico y testicular, respectivamente, de Rattus norvegicus (Berkenhout). Ambas muestras permanentes se observaron con un objetivo 40X, llegando a un aumento de 400X. Ambas muestras permanentes se encontraban teñidas con Hematoxilina-eosina. Esta actividad se realizó con el objetivo de observar e identificar la formación de los gametos durante el proceso de ovogénesis y espermatogénesis.

La cuarta actividad se basó en examinar la morfología de células espermatozoides de Rattus norvegicus (Berkenhout). Esta muestra permanente se encontraba previamente previamente teñida con Hematoxilina-eosina y se observó con un aumento de objetivo 40X, con el fin de identificar las estructuras contenidas en un túbulo seminífero. Luego se observó una muestra de espermatozoides humanos con el objetivo de 100X, por lo que fue necesario agregar aceite de inmersión para su visualización. Llegándose a un aumento total de 1000X, con el fin de identificar la estructura del gameto masculino con sus partes más características y visibles.







Discusión La primera actividad consistió en comprender la fecundación, mediante su proceso in vitro, el cual sucede de la misma manera que en organismos vivos. El espermatozoide debe tener contacto con el ovocito penetrando las células foliculares que lo rodean. Una vez en contacto con la zona pelúcida se lleva a cabo la reacción acrosómica, en que se vierte el contenido de enzimas hidrolíticas del acrosoma al exterior y se genera entre los gametos un reconocimiento mutuo y fuerte adhesión. Cuando ocurre la fusión de ambas células, el ovocito sufre cambios a fin de evitar la polespermia, pierde la capacidad de volver a fusionarse ya que modifica la estructura de la membrana pelúcida, expulsando los otros espermatozoides atrapados en ella. Finalmente, ambos pronúcleos se fusionan dando fin a la fecundación con la primera segmentación del cigoto y posterior desarrollo embrionario. (3)

Sin embargo, por motivos externos, no fue posible efectuarlo en este trabajo práctico, rescatando solamente la información teórica del proceso. La segunda actividad fue posible llevarse a cabo mediante la tinción de Azul de Toluidina, sustancia usada para identificar las sustancias básicas de los núcleos celulares.(4)Se identificó correctamente la Interfase, cada etapa de la Mitosis y la Citocinesis, diferenciando principalmente la disposición de la cromatina y los cromosomas dispuestos dentro de estas células vegetales. La Interfase consiste en la etapa de mayor actividad biosintética, tanto en el núcleo n úcleo como en el citoplasma, duplicando su material genético y su (5) tamaño es por esto, que el nucléolo cumple un rol fundamental y puede ser claramente identificado por el microscopio como característica de esta fase. La Profase se identifica con el inicio de la condensación de cromatina, manifestada en el oscurecimiento del núcleo, la aparente desaparición del nucléolo y discontinuidad de la envoltura nuclear ya que ésta se rompe. La Metafase fue fácilmente identificada ya que consiste primordialmente en la ubicación de los cromosomas ya condensados en el centro de la célula gracias al anclaje de los microtúbulos del huso mitótico. (6) Luego se separarán las cromátidas hermanas hacia los polos en la Anafase, con el acortamiento de microtúbulos. En la Telofase se pueden identificar los núcleos pequeños recién formándose pero que aún están muy juntos; como se trató de células vegetales también se pudo identificar en esta etapa la creación del tabique que formaría parte de la pared celular que separe ambas células hijas. Finalmente, es







ocurre la segregación azarosa de genes paternos y maternos, y el intercambio de segmentos cromosómicos con su cromosoma homólogo, denominado recombinación genética. (8) Con la observación de un ovario gatuno se demostró el proceso de ovogénesis con el resultado exitoso de la identificación de estructuras importantes: más pequeños, se apreciaron en 40X los folículos primordiales, (con núcleos alargados de las células foliculares planas o granulosas que lo rodean en una única capa (9) y los folículos primarios (presentando capas más gruesas y núcleos más esféricos), el primero, dirigido más hacia la corteza que el segundo. Por último, de tamaño mucho mayor, sólo bastó con el aumento de 10X para hacer posible la observación del ovocito formado, dentro del folículo ya maduro. Posteriormente, dentro de esta misma actividad, se continuó con la observación en 40X del proceso de espermatogénesis en cortes de túbulo seminífero. Es posible identificar distintas estructuras, considerando la posición y forma, observando las espermatogonias hacia la membrana basal del túbulo, los espermatocitos I y II debiesen estar un poco más hacia la luz del túbulo o lúmen(10) , sin embargo, en esta actividad no fue posible diferenciarlos. En el lumen propiamente tal, separados del resto del tejido se encontraron las espermátidas, que luego madurarían en espermatozoides, los que, al reducir considerablemente su citoplasma, pierden tamaño, siendo bastante imperceptibles en esta muestra. La cuarta actividad tuvo una variante: el uso del objetivo 100X con el cuidado de ocupar el aceite de inmersión, esto debido a que, como la distancia focal es muy pequeña, evita que llegue una pequeña parte de la luz a la muestra, dirigiendo todos rayos correctamente sin mayor desviación. (11) Se procedió con la observación e identificación de estructuras del espermatozoide humano, tratándose de células sexuales muy pequeñas, por lo que con tal aumento sólo fue posible distinguir cuello, cabeza y cola de cada uno.







Conclusión Una vez finalizado este último práctico y tras el análisis de los resultados es posible determinar que los objetivos se cumplieron satisfactoriamente, es decir, se obtuvo imágenes que al ser interpretadas se establecieron los diferentes elementos buscados. No cabe duda que poder ver las diferentes fases de la mitosis ha sido de gran ayuda para poder no sólo entender el mecanismo de la misma, sino en algunos casos, poder entender y aplicarlo en fallas que desencadenan de una mutación o enfermedad en un individuo. Además ha significado un importante avance en la ingeniería genética, que cada vez avanza más y más, permitiendo realizar intervenciones que años atrás eran impensadas, como lo es la fecundación in vitro, vitro, actividad que incluso estaba propuesta para realizarse en este práctico. A modo de cierre, la posibilidad de ver en primera persona todas y cada una de las fases e incluso sus sub-fases de procesos tan importantes y significativos, que de hecho son los que no sólo mantienen a un individuo vivo, mediante el recambio de células y regeneración de heridas, sino que incluso son los que dieron origen al mismo individuo completo mediante la fecundación de células obtenidas a partir de procesos meióticos es algo realmente sorprendente, en especial, el hecho de observar espermatozoides humanos que fácilmente en un contexto futuro habrían sido parte de la formación de un ser humano completo y funcional.









Bibliografía 1.2.3. 5. 8. E. M. F. De Robertis, J. Hib, R. Ponzio. Biología celular y molecular (2000). El Ateneo. 13° edición. Buenos Aires. pp 408-4012, 373, 390. 4.[Internet] http://recursosbiblioteca.unab.cl:2243/buscador.aspx?NIVEL_BUS=3&LEMA_BUS=azul %20toluidina; citado 12 de Julio de 2016. 6.Universidad Andrés Bello, Guía de laboratorio N°6: Mitosis, meiosis y fecundación, 6.Universidad curso de laboratorio de biología celular BIO-131. 7.[Internet] http://recursosbiblioteca.unab.cl:2243/buscador.aspx?NIVEL_BUS=3&LEMA_BUS=eosin a; citado a; citado 12 de Julio 2016. 2016. 9. 10. L. C. Junqueira, J. Carneiro. Histología básica. (2004). Masson. 5° edición, Barcelona. pp.423-425, 412. 11. [Internet] http://www.ugr.es/~agros/ugr/basfis07.htm http://www.ugr.es/~agros/ugr/basfis07.htm;; citado 14 de Julio 2016.

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