Universidad Andrés Bello Facultad de Ciencias de la Salud Departamento de Ciencias Biológicas Laboratorio de Biología Celular BIO 035
TRABAJO PRÁCTICO n°6: Mitosis, Meiosis y Fecundación
Alumnos: Eduardo Valderrama Emerson Paineman Sección: 12 Profesores: Carolina Klages -abril, 20111
Introducción: Según el dogma central para que surja cualquier célula debe existir una preexistente, que es la forma en que la célula la unidad básica de la vida, determina que de un ser vivo se genere otro ser vivo. Normalmente una célula se reproduce mediante una secuencia ordena de acontecimientos en los que duplica su contenido y luego se divide en dos. Este ciclo celular es el mecanismo esencial de reproducción de las células. La división celular en células Eucariontes considera varias etapas, la interfase, etapa previa a la división en que se prepara la célula para dividirse, y la mitosis, la división propiamente tal. Después de una división celular las células hijas generadas comienzan la interfase de un nuevo ciclo en la etapa G1, en la que ocurre una actividad biosintética, luego pasa a la etapa S, en la cual la célula sintetiza ADN, que termina cuando el contenido de ADN se ha duplicado y los cromosomas se han replicado, continuando con la etapa final de la interfase, G2, en esta etapa se condensan los cromosomas ya duplicado en espera para la división celular. Después de la interfase la célula se encuentra lista para la nueva división, en la etapa Mitosis. Esta gran etapa de división se divide en cuatro fases; primero, la profase, en que la cromatina se condensa para formar los cromosomas, los centriolos se ubican en los polos opuestos de la célula, y la envoltura nuclear se rompe, terminado esta etapa. La segunda fase la metafase, en que los cromosomas se alinean al centro como ecuador celular gracias al huso mitótico. En la tercera fase, anafase, ocurre el movimiento de los cromosomas hacia los polos, y la cuarte fase, telofase, en la que se forma la envoltura nuclear, para finalizar ocurre la división citoplasmática originando a dos células genéticamente iguales entre sí. La meiosis es la forma en que a partir de las células diploides (poseedoras de dos series de cromosomas o 2n) se dividen para formar gametos haploides (poseedoras de una serie de cromosomas o n), ovulos en hembras y espermatozoides en machos que son las células sexuales. En la fecundación se fusionan los gametos de dos individuos (macho y hembra) de la misma especie formando un huevo o cigoto. La meiosis se produce en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, nombradas como meiosis I y Meiosis II. En la Meiosis I los más importante es que ocurre la recombinación genética y permutación cromosómica, es decir migración de cromosomas a los polos de manera aleatoria, esto genera variabilidad genética. En la meiosis II muy parecida a la mitosis, en la que forman células con una cromatida (n). ¿Cómo se comportan los espermatozoides en presencia de un ovulo?, ¿cómo se diferencian las células en distintos estados de maduración en un tejido sea ovárico o testicular?, ¿qué estructuras las rodean? Y de manera independiente como gameto aislado ¿cómo se comportan y que estructuras se presentan? Objetivos: Con esta actividad esperamos Reconocer las distintas etapas la división celular, los procesos de fecundación, gametogénesis y morfología de de gametos, tejidos ovárico y Testicular, aplicando conocimientos de microscopia, las observaciones pertinentes se esquematizaran. 2
Materiales y métodos: Se dio inicio a la actividad preparando las primera muestras de observación de la extracción de gametos de choritos vivos lo cuales se mantuvieron en un acuario con agua de mar filtrada con oxigenación. Para tener acceso a las gónadas se realizaron cortes de las placas corneas con un bisturí en su extremo aboral. Se identificaron las gónadas por color, de los machos de color amarillo, de las hembras de color café oscuro. Se tomaron muestras de gametos presionando suavemente, aspirando la solución acuosa que salía de las gónadas con una pipeta Pasteur, depositándolo en un vaso pequeño. Esto se realizo para ambos casos hembras y machos, en distintos vasos. A cada vaso se le adiciono 2 ml de agua de mar filtrada, con el objeto de re suspender y así evitar deshidratación. Utilizando 2 gotarios se prepararon 3 muestras (portaobjetos excavados rotulados), el primero conteniendo gametos femenino (1 gota), el segundo con gametos masculinos (1 gota) y el tercero una gota de una solución de gametos femeninos y masculinos (procurándose el contacto entre ellos en una solución previamente realizada en un vaso precipitado pequeño). Sobre las muestras se depositó un cubreobjetos y se observaron en el microscopio a cada muestra, luego se realizaron los dibujos esquemáticos de lo observado. Se realizó una observación de una preparación permanente de tejido vegetal de allium cepa (L.), se identificaron células en distintos etapas de mitosis, se realizo un dibujo esquemático de lo observado. Aplicando los conocimiento de microscopia se observaron dos preparaciones permanentes de tejidos se rattus novergicus (berkenhout), un tejido ovárico y un tejido testicular, se identificaron distintas etapas de maduración de células germinales, se describieron sus características principales en un dibujo esquemático. La última actividad de observación se realizó con preparaciones permanentes de células espermatozoides de bos taurus (linnaeus) y espermatozoides humanos. Se adhirió aceite, se observo y se realizo un dibujo esquemático de estructuras características con los 2 tipos de espermatozoides.
3
Resultados: Durante las observaciones se observaron distintas características que se detallan y esquematizan a continuación: Fig1. Espermatozoides de choritos observados en microscopio a 40x
La observación realizada en la muestra de Espermatozoide de choritos, Se puede observar una gran cantidad de espermatozoides (más de 100). Estos tienen un color verde claro brillante en su cabeza y tienen gran movilidad
Fig.2 ovulo de choritos observados en microscopio a 40x
La observación realizada en la muestra de óvulos de choritos, nos ha sido posible distinguir un ovulo sin movimiento, rodeado por una capa externa negra y una parte interior de color café que son distinguidas como Zona Pelúcida (a) y masa celular (ovulo) (b), respectivamente.
4
Fig.3 Fecundación, entre ovulo y espermatozoide observados en microscopio a 100x
En la observación de la muestra de solución de gametos, se diferencia un ovulo central y muchos espermatozoides que se mueven alrededor rápidamente, haciendo muy difícil realizar un esquema de estos, el cual es estimado. Se ve la gran diferencia de tamaños del gameto femenino, más grande, con respecto al gameto masculino, más pequeño. No es posible observar una fecundación como tal, pero es factible por la cantidad de espermatozoides alrededor.
Fig. 4. tejido vegetal de allium cepa (L.) observados en microscopio a 40x
En este tejido vegetal es posible observar células separadas por sus paredes celulares, algunas asociadas con su respectivo núcleo, sin fase de división aparente y otras en distintos fases de división celular, a, b, c, d, e, y f.
5
Fig. 5. tejido de ovario de rattus novergicus (berkenhout) hembra 10x de muestra permanente
En esta muestra son distinguibles algunas partes del tejido como: a. b. c. d. e. f. g.
Epitelio germinal Folículos primarios Folículos secundarios Folículos Primordiales Núcleo Células foliculares Zona Pelúcida
En los folículos se logran apreciar algunas diferencias.
Figura6: tejido de testículo de rattus novergicus (berkenhout) macho 40x de muestra permanente
En la observación de la muestra de es posible distinguir unos de dominios separados por una pared de células (células mixoides) , 3 para ser exactos identificados como túbulos seminíferos (a), En el túbulo puede ver un epitelio seminífero (b) de varias capas, se identifica un lumen (c) y espacios intertubulares (d). Y otras estructuras e, f y g que corresponden a células.
6
Dibujo de espermio humano 100x de una muestra permanente
Se observan 3 estructuras conocidas: Cabeza (a), la cual tiene una parte superior blanca y un inferior café. Un Segmento intermedio (b), bastante difícil de apreciar y una Cola o Flagelo (c) es un filamento que puede vibrar, batir o girar impulsando al espermio.
fig.: espermio de bos taurus (linnaeus)
Al igual que el espermio humano se observen las 3 estructuras ya mencionadas. Cabeza (1), cola (2), segmento intermedio (3). Se observa que estos espermios son muy semejantes a los espermios humanos.
7
Discusión: Cuando observamos los espermatozoides de choritos, observamos su gran movilidad propia e independiente o motilidad, a la vez esta movilidad es vibrátil en desplazamiento. Estos impulsos que hacen que se muevan se logran gracias a un flagelo o cola que tiene el espermatozoide que está constituido por un axonema (estructura interna de eje o axial) rodeado por las fibras externas densas (uno por cada doblete) que intervienen en el movimiento del flagelo. Por fuera de estas fibras, existen otras estructuras rodeando el complejo axonema-fibras: la vaina mitocondrial, que está constituida por mitocondrias dispuestas en hélice que proporcionan la energía necesaria para el movimiento del flagelo. El ovulo no tiene movimiento, al no tener estructuras que le ayuden a moverse, el proceso de fertilización es un proceso que puede durar más de 20 minutos, es necesario esperar a que el espermatozoide atraviese ayudado por el contenido de vesícula del acrosoma, que es la parte superior de la cabeza, se liberan enzimas hidroliticas que ayudan a que en núcleo llego finalmente a la membrana plasmática del ovulo, este ovulo pasa a llamarse ovulo fertilizado. Anteriormente observamos que en el tejido de allium cepa existían gran cantidad de células en división en la allium cepa (L.) Esta región debiese corresponder a la de raíz. Aunque el corte de la raíz de cebolla captura muchas células en diferentes fases del ciclo celular, se tiene presente que el ciclo celular es un proceso continuo. Los científicos han dividido el proceso en 5 fases, cada una caracterizada por importantes eventos, pero estas divisiones son arbitrarias, por eso se observan distintas etapas en distintas células del tejido. En la letra d se observa el núcleo, es cual es más grande porque ha duplicado su material genético y se presentan unas estructuras de filamentos, los cromosomas, corresponde a la interfase; en la a, se observa como el núcleo desaparece lo que corresponde a la profase; en la letra e se observa como los cromosomas se ubican en el ecuador celular, están alineados, lo que corresponde a la metafase, esta alineación se logra gracias a los micro túbulos (estructura proteica) apareados del cinetocoro de cada cromosoma, unidos a los polo opuestos (levemente observables) ; en la letra c se observa como las cromátidas hermanas están en los polos lo que corresponde a anafase, esto se logra gracias a los micro túbulos del cinetocoro se acortan y los polos del huso también se separan, lo que ayudó a que las cromátidas hermanas se segregaran a estos polos; en la letra b se observa los dos células unidas, con un núcleo cada una, lo que corresponde a telofase. En la estructura de tejido de ovario de rattus novergicus (berkenhout) hembra, en unas folículos que esquematizamos nos dimos cuenta de variadas diferencias, los folículos ováricos (unidades básicas de la biología reproductiva femenina), que se encuentran rodeando un ovocito, necesitan maduración para realizar distintas funciones como mantener, nutrir y madurar al ovocito y liberarlo en el momento adecuado. Entonces podemos encontrar los folículos en distintos estados de maduración: Los folículos primordiales, d en el esquema, son los más abundantes en la corteza ovárica, están formados por un ovocito central rodeado (parcialmente) por unas pocas células planas (células foliculares o células de la granulosa) que segregan mucopolisacáridos que forman un halo protector, la zona Pelúcida alrededor del ovocito. El folículo primario, b en el 8
esquema, se caracteriza por las células de la granulosa que son cúbicas y forma una capa continua alrededor del ovocito que están presentes parcialmente en folículos primordiales, finalmente el folículo secundario, c en el esquema, que se caracteriza por el crecimiento, mayor numero de células de la granulosa y su número de capa (multicapa), así como por varios espacios de gran tamaño (antro), que termina rodeando al ovocito completamente hasta la ovulación. En la estructura de tejido de testículo de rattus novergicus (berkenhout) macho, Los túbulos seminíferos (3 en el esquema) tienen algunas características propias: están rodeados por una pared de las células mioides. En el túbulo puede ver un epitelio seminífero de varias capas. Los túbulos seminíferos están separados por tejido conectivo laxo. Al examinar un corte transversal de túbulos seminíferos, se observa, hacia la periferia, una capa de espermatogonios, luego, más hacia el centro se ubican los espermatocitos primarios, que al evolucionar, se transforman en espermatocitos secundarios, luego éstos dan paso a las espermátidas y al ir progresando hacia el lumen de los túbulos, las espermátidas se convierten en espermatozoides que cuando están listos, se secretan en el lumen de los conductos para almacenarse en el epidídimo. Nos dimos cuenta que no existía diferencia aparente entre los espermios humano y de bos taurus (linnaeus), y sabemos que los toros no son iguales, morfológicamente, que los humanos, explicamos que se diferencian a partir del números de cromosomas que contienen que contienen la información de la especie como tal, bos taurus con 60 cromosomas (2n), sus espermatozoides 30 cromosomas (n) y en humanos 46 cromosomas, 23 cromosomas (n) para sus espermatozoides, el número de cromosomas de la especie no implica que el organismo sea más o menos complejo o evolucionado que otro. Conclusión Observar de cerca el ciclo completo de la división celular nos permitió explicarnos y corroborar cómo sucede el milagro natural que hace que de una célula se originen otras células. Nos permitió apreciar las diferencias entre el proceso de mitosis en las células somáticas y meiosis en las células germinativas. Así como darnos cuenta de que los tejidos analizados son muy dinámicos, que siempre se pueden apreciar células en distintos estados de maduración, que participan activamente con su entorno. Todos los seres vivos vivimos en un proceso interno y constante de transformación y regeneración celular, del que no somos testigos ni muy conscientes. Este maravilloso proceso de la naturaleza es lo que nos mantiene vivos y da lugar a nuestra descendencia en el planeta.
9
Bibliografía: Bruce Alberts y Colaboradores, Introducción a la Biología Celular (2011). Editorial médica panamericana, tercera edición. Mexico, pp. 610-645. -Introducción a la División Celular e imágenes de división celular e imágenes de mitosis y meiosishttp://www.wesapiens.org/es/life_sciences/?category=base%2Flife_sciences%2Fhuman_an d_animal_histology%2Forgans_and_systems%2Ffemale_reproductive_system%2Fovary% 2F&page=1&advanced=1 Fecha de ingreso: 9 junio 2011 -estructuras de tejidos de ovario.http://www.wesapiens.org/es/life_sciences/?category=base%2Flife_sciences%2Fhuman_an d_animal_histology%2Forgans_and_systems%2Fmale_reproductive_system%2Ftestis%2F &advanced=1fecha de ingeso:27 abril 2011 Fecha de ingreso: 9 junio 2011 -estructuras de tejidos de testículoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Folículo_ovárico Fecha de ingreso: 9 junio 2011 -Folículos ováricoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Espermatozoides Fecha de ingreso: 9 junio 2011 -esquema de espermatozoides.-
10
