¨La Fecundación¨

La fecundación o fertilización, también llamada singamia, es el proceso por el cual dos gametos se fusionan para crear un nuevo individuo con un genoma derivado de ambos progenitores. Los dos fines principales de la fecundación son:

-la combinación de genes derivados de ambos progenitores
-la generación de un nuevo individuo (reproducción)

Los detalles de la fecundación son tan diversos como las especies. Sin embargo, existen cuatro eventos que son constantes en todas:

1.El primer contacto y reconocimiento entre el óvulo y el espermatozoide, que en la mayor parte de los casos es de gran importancia para asegurar que los gametos sean de la misma especie.

2.La regulación de la interacción entre el espermatozoide y el gameto femenino. Solamente un gameto masculino debe fecundar un gameto femenino. Esto puede lograrse permitiendo que sólo un espermatozoide entre en el óvulo, lo que impedirá el ingreso de otros.

3.La fusión del material genético proveniente de ambos gametos

4.La formación del cigoto y el inicio de su desarrollo.


El proceso de fecundación se inicia con el contacto entre los gametos, encuentro que ocurre en las trompas de Falopio del aparato genital femenino, habitualmente en la región de la ampolla uterina. Primero el espermatozoide penetra la corona radiada del ovocito II, hasta entrar en contacto con la zona pelúcida. Esto da origen a la reacción acrosómica en la cabeza del espermatozoide, que le permite entrar a la zona pelúcida. Tanto la cola del espermatozoide como enzimas de la mucosa tubárica contribuyen con la hialuronidasa acrosómica para abrirle el paso al espermatozoide por la zona pelúcida.[1] Además de la hialuronidasa, otras enzimas del acrosoma pueden contribuir a la penetración de la zona pelúcida: ciertas esterasas, acrosinas como la arrocina y la neuroaminidasa. Se necesitan más de un espermatozoide para lograr fecundar al ovocito. La red de la zona granulosa no es fácil de atravesar para un espermatozoide. Los espermatozoides tienen haluiorinasa para facilitar el paso hasta llegar a la zona pelúcida. Algunos espermatozoides van soltando la cápsula de la vesícula acrosómicas para dejar un camino. Es imprescindible poseer el acrosoma intacto para formar el ovocito, pues sin acrosoma el espermatozoide no podrá atravesar la membrana del óvulo. Por lo tanto se necesitan espermatozoides que liberen sus enzimas antes de llegar al ovocito para que estas degraden la zona granulosa y así algún espermatozoide consiga llegar a la zona pelúcida con su acrosoma intacto y pueda entonces fecunadar al ovocito.

Cuando el espermatozoide se encuentra con la zona pelúcida se une a ella. Se produce entonces la reacción acrosómica inducida o la proteína ZP3. La membrana celular del espermatozoide se fusiona con la membrana exterior del acrosoma y el contenido se libera a través de unos poros. Las enzimas liberadas (acrosina principalmente, parecida a la tripsina) van disolviendo la zona pelúcida y permitiendo el paso del espermatozoide empujado por el flagelo a una velocidad de una micra por minuto. La zona pelúcida tiene entre 17 ± 4.0 μm,, es decir, que atraviesa la zona entre 10 y 30 minutos. La unión a la zona pelúcida es un paso decisivo de la fecundación. Cuando la reacción ha terminado el espermatozoide está recubierto por la membrana interna del acrosoma. Este cambio es esencial para el contacto posterior con el ovocito. La zona postacrosómica entra en contacto con las microvellosidades del ovocito. A continuación se funden las membranas y entran en contacto los citoplasmas. El contenido del espermatozoide entra dentro del citoplasma del ovocito. Sin una correcta reacción acrosómica la zona postacrosómica no entra en contacto de forma adecuada con el ovocito. Tanto la pieza media como el flagelo del espermatozoide pueden entrar en el ovocito. Tan pronto como un espermatozoide aborda el ovocito se debe evitar la entrada de otro para evitar la polispermia. Esto se provoca con dos mecanismos:

1. La unión dispara una veloz ola despolarizadora en el ovolema que altera la superficie. Una entrada masiva de iones Na+ impide nuevas fusiones de membrana. En un bloqueo temprano, inmediato y transitorio.

2. Una segunda oleada despolarizadora provocada por iones Ca++ provoca el vaciado de miles de vesículas corticales al espacio perivitelino. Son lisozomas que contienen numerosas enzimas que endurecen la zona pelúcida. El endurecimiento impide de forma permanente la entrada de más espermatozoides y protege al cigoto.

Términos de fecundación y concepción:

La palabra fecundación hace referencia a todo el proceso desde que los espermatozoides entran al útero, viajan y encuentran al óvulo. En cambio, concepción es el momento exacto en el que el espermatozoide entra en el ovocito y desencadena una serie de cambios que darán lugar al desarrollo del embrión.

Gametogenesis

Gametogenesis

Gametogénesis es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide(doble) a haploide (unico), es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. En el caso de los humanos si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos. En caso contrario, si el resultado son óvulosse denomina ovogénesis y se lleva a cabo en los ovarios.Este proceso se realiza en dos divisiones cromosomicas y citoplasmáticas, llamadas, primera y segunda división meiótica o simplemente Meiosis I y Meiosis II. Ambas comprenden Profase, Prometafase, Metafase, Anafase, Telofase y Citocinesis. Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se unen primero y luego se separan con el huso mitótico y se distribuyen en diferentes polos de la célula. En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen en los núcleos de las nuevas células. Entre estas dos fases sucesivas no existe la fase S (duplicación del ADN).La meiosis no es un proceso perfecto, a veces los errores en la meiosis son responsables de las principales anomalías cromosómicas. La meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie para mantener la información genética.
Función de las hormonas sexualesLa testosterona es la principal hormona masculina, la sintetizan un grupo de células llamadas células de Leydig. Esta hormona promueve la espermatogénesis o en casos de abundancia la inhibe. El hipotálamo segrega el factor de liberación de gonadotropina (GnRH), el cual estimula la adenohipófisis para que libere la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH).
EspermatogénesisSe realiza en los testículosOcurre a partir de la espermatogoniaCada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoidesEn la meiosis el material se divide equitativamenteLos espermatozoides se producen durante toda su vidaSe produce en el hombreDe un espermatocito I, se forman 4 espermios funcionales.OvogénesisSe realiza en los ovariosOcurre a partir de la ovogoniaCada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser fecundado pasará a llamarse óvulo y a 2 cuerpos polares I y a un cuerpo polar II (sólo en caso de fecundación).En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula hija (ovocito II) con casi todo el citoplasmaLa mujer nace con un número determinado de Folículos, aproximadamente 400.000Se produce en la mujerDe un ovocito I, se forma un óvulo funcional.

Gametogenesis

Gametogénesis es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide(doble) a haploide (unico), es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. En el caso de los humanos si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos. En caso contrario, si el resultado son óvulosse denomina ovogénesis y se lleva a cabo en los ovarios.

Este proceso se realiza en dos divisiones cromosomicas y citoplasmáticas, llamadas, primera y segunda división meiótica o simplemente Meiosis I y Meiosis II. Ambas comprenden Profase, Prometafase, Metafase, Anafase, Telofase y Citocinesis. Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se unen primero y luego se separan con el huso mitótico y se distribuyen en diferentes polos de la célula. En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen en los núcleos de las nuevas células. Entre estas dos fases sucesivas no existe la fase S (duplicación del ADN).

La meiosis no es un proceso perfecto, a veces los errores en la meiosis son responsables de las principales anomalías cromosómicas. La meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie para mantener la información genética.

Función de las hormonas sexuales

La testosterona es la principal hormona masculina, la sintetizan un grupo de células llamadas células de Leydig. Esta hormona promueve la espermatogénesis o en casos de abundancia la inhibe. El hipotálamo segrega el factor de liberación de gonadotropina (GnRH), el cual estimula la adenohipófisis para que libere la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH).

Espermatogénesis

• Se realiza en los testículos
• Ocurre a partir de la espermatogonia
• Cada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoides
• En la meiosis el material se divide equitativamente
• Los espermatozoides se producen durante toda su vida
• Se produce en el hombre
• De un espermatocito I, se forman 4 espermios funcionales.

Ovogénesis

• Se realiza en los ovarios
• Ocurre a partir de la ovogonia
• Cada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser fecundado pasará a llamarse óvulo y a 2 cuerpos polares I y a un cuerpo polar II (sólo en caso de fecundación).
• En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula hija (ovocito II) con casi todo el citoplasma
• La mujer nace con un número determinado de Folículos, aproximadamente 400.000
• Se produce en la mujer
• De un ovocito I, se forma un óvulo funcional.

Genes Y Cromosomas

En citología, cromosoma es el nombre que recibe una diminuta estructura filiforme formada por ácidos nucleicos y proteínas presente en todas las células vegetales y animales.En citología, cromosoma es el nombre que recibe una diminuta estructura filiforme formada por ácidos nucleicos y proteínas presente en todas las células vegetales y animales.

Debido a esta duplicación, que aparece con la forma de una X, se llama cromosoma a esta cadena duplicada de ADN, que aparece constituida por dos partes idénticas, denominadas cromátidas, que se unen a través de una zona de menor densidad, y un centro llamado centrómero. Los elementos separados por el centrómero hacia arriba y hacia abajo de cada cromátida reciben el nombre de brazos (corresponden a la mitad de una cromátida).

Es en la metafase cuando las cromátidas están duplicadas (cromátidas hermanas) y unidas a nivel del centrómero. Luego, durante la anafase sólo presenta un juego de cromátidas.

El tamaño de los cromosomas puede oscilar entre los 0,2 y 5 µm (micrómetros) de longitud con un diámetro entre 0,2 y 2 µm. La longitud normal de los cromosomas de los mamíferos varía entre los 4 a 6 µm.

Un micrómetro equivale a la milésima parte de un milímetro. (Un milímetro dividido en mil partes)

Normalmente existen 46 cromosomas en cada célula humana.

Cada cromosoma contiene miles de trozos de información o instrucciones.

Estas instrucciones son llamadas "genes". Por lo tanto, los cromosomas son paquetes de genes los cuales dirigen el desarrollo del cuerpo.

Por ejemplo, existen genes que dicen si una persona va a tener ojos azules o cafés, cabello café o rubio.

Un gen también codifica o lleva la información de un producto específico, como por ejemplo, una proteína. Dicha proteína estará involucrada en algún proceso específico que determinará un rasgo o característica particular.

Toda la información que el cuerpo necesita para trabajar proviene de los cromosomas. Los cromosomas contienen los planos para el crecimiento y el desarrollo.

Dispersos entre los 23 pares de cromosomas existen cerca de 30.000 genes. Incluso una parte muy pequeña de un cromosoma puede contener diferentes genes.

La ubicación exacta o aun el número exacto de todos los genes es todavía desconocida. (Ver: Genoma). Los estudios de cromosomas no incluyen una evaluación detallada de cada gene.

En la célula los cromosomas vienen en pares. Un miembro de cada par proviene de la célula del esperma del padre y el otro miembro del par, proviene de la célula del huevo de la madre.

En otras palabras, el bebé recibe mitad de material genético de la madre y la otra mitad del padre.

En la célula los cromosomas vienen en pares. Un miembro de cada par proviene de la célula del esperma del padre y el otro miembro del par, proviene de la célula del huevo de la madre.

En otras palabras, el bebé recibe mitad de material genético de la madre y la otra mitad del padre.

Fotosintesis

La fotosíntesis (del griego antiguo φώτο [foto], "luz", y σύνθεσις [síntesis], "unión") es la conversión de energía luminosa en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.[1] [2]

Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.[1]

EL CLOROPLASTO:

De todas las células eucariotas, únicamente las fotosintéticas presentan cloroplastos, unos orgánulos que usan la energía solar para impulsar la formación de ATP y NADH, compuestos utilizados con posterioridad para el ensamblaje de azúcares y otros compuestos orgánicos. Al igual que las mitocondrias, cuentan con su propio ADN y posiblemente se hayan originado como bacterias simbióticas intracelulares.

Biomoleculas

Clasificación de las moléculas que se encuentran en los sistemas vivos.

En el cuerpo encontramos diferentes clases de moléculas. Entre ella, los minerales constituyen la clase de sustancias inorgánicas que en su mayoría existen en forma de iones, tales como Na+, K+, Mg2+, Ca2+, y Cl-. Las funciones de estos minerales en el cuerpo comprenden desde la formación de la sustancia cristalina de los huesos, hasta la generación de corrientes eléctricas en los nervios y células musculares; la mayoría de estas funciones depende del hecho de ser estos iones partículas relativamente pequeñas y de una gran carga eléctrica.


Composición molecular del cuerpo

Constituyente
% del peso hidratado

Agua
60

Proteínas
17

Lípidos
15

Minerales (Na, K, Cl, Ca, Mg, etc.)
5

Intermediarios y ácidos nucleicos
2

Carbohidratos
1



El agua y los elementos minerales constituyen los compo­nentes inorgánicos del cuerpo; las otras categorías, proteínas, lípidos, carbohidratos, productos intermedios, y ácidos nucleicos, constituyen las moléculas orgánicas.

De manera muy breve analizaremos aquí cada una de estas categorías moleculares.


Proteínas


Las mejores proteínas animales son el pescado, la leche, el pollo (sin piel) y las claras de huevo.

El término proteína se deriva del griego proteios, que quiere decir de primer orden o de primera categoría, y el cual describe en forma muy precisa la importancia de estos compuestos.

Las proteínas constituyen el diecisiete por ciento del peso corporal, y aproximadamente el cincuenta por ciento de las materias orgánicas corporales. No existe otra clase de moléculas que posea tantas funciones importantes en los organismos vivos.

Las proteínas participan tanto en las funciones estáticas como en las dinámicas de un organismo. Son las unidades estructurales básicas de la arquitectura celular que dan a las células y organelos su forma y aspecto. Las moléculas proteicas son como cordeles que unen el organismo y le imparten unidad estructural.

El tejido conjuntivo del organismo, que forma una matriz estructural en todos los tejidos, y comprende estructuras especializadas tales como la piel, el pelo, los ligamentos que conforman las articulaciones entre los huesos, y los tendones que unen los músculos a los huesos, está compuesto primordialmente de moléculas proteicas.

El papel estructural estático de las proteínas constituye solamente una de sus funciones en el cuerpo. Las proteínas catalizan la mayoría de las reacciones químicas del organismo, las cuales comprenden tanto los procesos de síntesis como los de degradación de las moléculas orgánicas.

La capacidad del organismo para regular sus procesos químicos y derivar de éstos energía depende de la naturaleza de las moléculas proteicas que facilitan estas reacciones.

La capacidad contráctil del músculo depende de la presencia de proteínas contráctiles específicas dentro de estas células. Muchos de los mensajeros químicos del organismo, hormonas tales como la insulina, son de naturaleza proteica. Muchas enfermedades resultan de la presencia de proteínas extrañas que penetran en el organismo como componentes de las bacterias o de los virus, los cuales a su vez son combatidos por proteínas específicas que conocemos como anticuerpos. El color rojo de la sangre es producido por una proteína, la hemoglobina, que posee la función de llevar oxígeno de los pulmones a los tejidos. Esta enumeración parcial da apenas una idea de la enorme variedad de funciones que tienen a su cargo las proteínas.


Lípidos

Del griego lipos que significa grasa, un lípido se define como una molécula relativamente insoluble en el agua, pero soluble en solventes orgánicos tales como la acetona, el cloroformo, el éter o el benceno.


Lípidos: grasas e hidrocarburos.

Los miembros de esta categoría química poseen propiedades físicas comunes, más bien que estructuras moleculares similares. Las grasas pertenecen a esta clase, y los términos grasa y lípido se intercambian a menudo ya que la mayoría de los lípidos del cuerpo son grasas.

En rigor, sin embargo, las grasas constituyen sólo una de las varias subclases de moléculas que conforman los lípidos.

Los lípidos están compuestos ampliamente de hidrógeno y carbono. Los lípidos más simples son los hidrocarburos.

Los aceites y la gasolina son mezclas de hidrocarburos; las cadenas largas de hidrocarburos conforman los aceites más viscosos, y las cadenas cortas se encuentran en la gasolina que es más volátil. (La vida vegetal prehistórica que ha permanecido enterrada por millones de años, es la fuente de aceite crudo, del cual se refinan los productos derivados del petróleo. Estos hidrocarburos se derivan de toda clase de moléculas biológicas orgánicas, pero sólo unos cuantos hidrocarburos más sencillos se encuentran en los organismos vivos.)

Los lípidos que se encuentran en el organismo pueden dividirse en tres subclases, en función de sus estructuras químicas: las grasas neutras, los fosfolípidos y los esteroides. Las tres subclases poseen la propiedad común de que sus moléculas son relativamente insolubles porque no se disuelven en el agua pero sí en solventes orgánicos. Tomados en conjunto, los lípidos constituyen el quince por ciento del peso corporal total, y aproximadamente el cuarenta por ciento de la mate­ria orgánica del cuerpo.


Carbohidratos

Aunque sólo constituyen el uno por ciento del peso corporal total, los carbohidratos desempeñan un papel central en los procesos químicos del cuerpo. Es la degrada­ción química de las moléculas de los carbohidratos en bióxido de carbono y agua la que suministra la energía química que utilizan las células.


Carbohidratos, importante fuente de energía.

Aunque los carbohidratos no constituyen la única fuente de energía, ellos permanecen como la fuente más inmediatamente disponible de energía química, y muchas células los utilizan prefiriéndolos a otros tipos de moléculas. Algunos tejidos, como los del cerebro, cuentan con los carbohidratos como única fuente de energía.

El término carbohidrato se deriva de la fórmula general para la mayoría de estas moléculas, Cn (H2O)n, donde n es cualquier número entero. Como lo indica la fórmula, para cada átomo de carbono de la molécula existe el equivalente de una molécula de agua. Por consiguiente, los carbohidratos son cadenas de carbono hidratadas (que contienen agua).

Los carbohidratos más simples son los azúcares, y el azúcar más importante del cuerpo es la glucosa, llamada comúnmente azúcar sanguíneo. La mayoría de los azúcares del cuerpo posee cinco o seis átomos de carbono.

Mediante el enlace de cierto número de azúcares, pueden formarse moléculas mayores de carbohidratos, en la misma forma en que se unen los aminoácidos para formar proteínas. El azúcar de cocina, sucrosa o sacarosa, está compuesto de dos azúcares, glucosa y fructosa, unidos me­diante un enlace químico que se forma al quitarles a estos dos azúcares una molécula de agua. Una molécula que contiene dos azúcares lleva el nombre de disacárido (del griego saccaron, azúcar). Cuando están enlazados muchos azúcares, la molécula formada se denomina polisacárido.

Los polisacáridos más importantes en los organismos vivos son el almidón, el glicógeno, y la celulosa, los cuales se componen de millares de unidades repetidas del monosacárido glucosa.


Intermediarios


Metabolismo celular: funciones específicas de las moléculas.

Dentro de una célula, las moléculas de carbohidrato, lípido y proteína están sujetas continuamente a reacciones químicas que degradan estas estructuras en unidades moleculares más pequeñas, de las cuales se forman simultáneamente nuevas moléculas. Estas reacciones químicas que se efectúan en el interior de la célula se denominan, en forma colectiva, metabolismo (del griego, cambio).

En el metabolismo celular (no confundir con el metabolismo basal) se sintetizan moléculas especiales que realizan funciones específicas en el interior de las células mientras otras moléculas se degradan a fin de liberar la energía potencial almacenada en sus enlaces químicos.

Los carbohidratos, lípidos y proteínas se encuentran igualmente en uno u otro extremo de la cadena de las reacciones químicas. Los intermediarios representan los muchos tipos de moléculas que se forman durante la síntesis y degradación de las moléculas del cuerpo.

Como intermediarias entre las materias primas y los productos terminados del cuerpo, tales moléculas no tienen a menudo, en la célula, función distinta de la de servir de enlace en la cadena de reacciones químicas que conduce al producto final. Los intermediarios no poseen propiedades químicas o físicas en común, ya que comprenden todas las estructuras moleculares intermedias derivadas de los carbohidratos, lípidos y proteínas.


Ácidos nucleicos

Aunque, dentro de su clase, los ácidos nucleicos contribuyen muy poco al peso del organismo, constituyen, sin embargo, las moléculas mayores y más especializadas del cuerpo. Son los ácidos nucleicos los que determinan si un individuo ha de ser hombre o ratón, o si una célula ha de ser muscular o hepática. Estas son las moléculas que contienen la información genética que suministra los planos para la construcción de un organismo.

Los ácidos nucleicos son de dos tipos: ácido desoxirribo­nucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). La molécula del ADN posee la información genética primaria codificada dentro de su estructura molecular; las moléculas del ARN funcionan principalmente en la trascripción de la información contenida en la molécula del ADN en una forma que pueda ser utilizada por la célula para construir estructuras específicas que desempeñen funciones igualmente especificas.