Este documento resume los principales conceptos relacionados con la célula y la herencia. Explica el proceso de meiosis y cómo da origen a cuatro gametos con la mitad del número cromosómico. También describe la gametogénesis masculina y femenina, la fecundación, y los diferentes sistemas de determinación cromosómica del sexo como el XX-XY en humanos.

1. TEMA 4 CÉLULA Y HERENCIA Meiosis Gametogénesis Fecundación Determinación del Sexo M.C. JOSE LUIS CASTILLO DOMINGUEZ UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO

2. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS La MEIOSIS es la división celular en que una célula da origen a cuatro células diferentes especializadas llamadas gametos cuya función es la reproducción. Consta de dos divisiones cromosómicas llamadas MEIOSIS I Y MEIOSIS II ; en la primera se separan los cromosomas homólogos y en la segunda se separan las cromátidas hermanas. Para cada división se observan cuatro fases: PROFASE , METAFASE , ANAFASE Y TELOFASE .

3. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS I PROFASE I: Es la etapa más larga de la meiosis. Hay cinco subetapas: Leptoteno : Comienzan a contraerse los cromosomas y se hacen visibles Cigoteno : Los pares de cromosomas homólogos se aparean entre sí (SINAPSIS). Paquiteno : Se produce el fenómeno de entrecruzamiento entre los cromosomas homólogos. En el lugar del cruce se pueden observar unas estructuras llamadas quiasmas. Diploteno : Los cromosomas homólogos comienzan a repelerse entre sí, los quiasmas no lo permiten. Diacinesis : Los cromosomas se condensan al máximo y quedan libres en el citoplasma.

4. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS I METAFASE I : Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula. ANAFASE I : Se separan los cromosomas homólogos y viajan hacia polos opuestos. TELOFASE I : Se forma nuevamente la membrana celular, dando dos células. No alcanza a formarse la membrana nuclear y empieza la meiosis II.

5. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS II PROFASE II: Sin núcleo aparece el huso acromático. METAFASE II : Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula. ANAFASE II : Se separan las cromátidas hermanas y viajan hacia polos opuestos. TELOFASE II : Se forma nuevamente la membrana nuclear y la membrana celular. Los cromosomas se concentran en el núcleo.

6. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS El resultado final de la MEIOSIS son cuatro células, con la mitad del número cromosómico y con diferente contenido en los cromosomas. Estas son células especializadas llamadas gametos y cuya función es la reproducción.

7. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS ANIMADA De una célula resultan cuatro. Debido a la recombinación todas son diferentes entre si. En la primera división se separan los cromosomas homólogos. En la segunda se separan la cromátidas hermanas. Las células resultantes son los gametos. En esta animación se puede observar claramente la Meiosis.

8. CELULA Y HERENCIA MEIOSIS ANIMADA Fase S : duplicación de las cromátidas debido a la síntesis del ADN. La primera división meiótica termina con la separación de los cromosomas homólogos. Para la segunda división meiótica se observa la separación de las cromátidas hermanas. Al final existen las diferentes combinaciones de cromosomas. En esta otra se puede observar el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis.

9. Con la MEIOSIS se cumple el Principio Mendeliano de la Segregación . Los gametos son las células encargadas de la reproducción y llevan la mitad de número de cromosomas. SEGREGACION GAMETO CELULA Y HERENCIA MEIOSIS 2n n MEIOSIS

10. CELULA Y HERENCIA GAMETOGENESIS A la formación de gametos se le llama Gametogénesis . Los gametos son las células encargadas de la reproducción y llevan la mitad de número de cromosomas. Según sea la especie y el sexo, existen variaciones en el proceso de la gametogénesis.

11. CELULA Y HERENCIA ESPERMATOGENESIS Es la formación de espermatozoides en los animales de sexo masculino de reproducción sexual. Las células precursoras (espermatogonios) se encuentran en las paredes externas de los túbulos seminíferos de los testículos. A medida que avanza la meiosis avanzan las células hacia el interior del túbulo, hasta que caen al torrente del túbulo al terminar la meiosis como espermátidas.

12. CELULA Y HERENCIA ESPERMATOGENESIS Las espermátidas maduran tanto en el torrente seminal como en órganos especializados, hasta transformarse en espermatozoides. En el caso de la especie humana, la duración total del proceso es de dos meses. ¡¡ Cada día se producen cientos de millones de espermatozoides !!

13. CELULA Y HERENCIA OVOGENESIS Es la formación de óvulos en los animales de sexo femenino de reproducción sexual. Las células precursoras (ovogonios) se encuentran en el endodermo de la placenta. De ahí viajan y se depositan en las gónadas (ovarios) de la niña antes de nacer (aprox. 300 mil). La meiosis se suspende y continúa hasta que la mujer está desarrollada sexualmente (de 15 a 20 años). Gónadas Endodermo Ovogonios

14. CELULA Y HERENCIA OVOGENESIS Los ovogonios sufren las divisiones que se ven en la gráfica de la derecha. Al final se obtienen cuatro células, pero solo una de ellas es la que madura y se transforma en óvulo, las otras tres (cuerpos polares) no intervienen en la reproducción.

15. CELULA Y HERENCIA OVOGENESIS De forma cíclica, uno por uno de los ovogonios van siguiendo el proceso de meiosis. Encerradas en un folículo, maduran y caen en forma de óvulo a las trompas de Falopio. Los folículos se transforman en cuerpo lúteo. Se calcula que son menos de 500 los óvulos que maduran en la vida de una mujer.

16. CELULA Y HERENCIA FECUNDACIÓN La FECUNDACIÓN es la unión de un gameto masculino con uno femenino para formar una célula nueva diploide que creará un nuevo ser.

17. Grano de polen MEIOSIS I MEIOSIS II CARIOCINESIS CELULA Y HERENCIA MICROESPOROGÉNESIS Es la formación de granos de polen (gametos masculinos) en las plantas de reproducción sexual. Esta se realiza en las anteras de la flor. Al concluir la meiosis viene la maduración que incluye dos divisiones cariocinéticas (nucleares). CARIOCINESIS MADURACION Microsporocito primario 2n Microsporocitos secundarios n Microsporas n Núcleo generativo Núcleos espermáticos Núcleo tubular Núcleo tubular Núcleos espermáticos Núcleo tubular

18. MEIOSIS I CARIOCINESIS CARIOCINESIS CARIOCINESIS MADURACION Saco embrionario MEIOSIS II CELULA Y HERENCIA MEGAESPOROGÉNESIS Es la formación del saco embrionario (gameto femenino) en las plantas de reproducción sexual. Esta se realiza en el gineceo de la flor. Al concluir la meiosis viene la maduración que incluyen tres divisiones cariocinéticas (nucleares). Megasporocito primario 2n Megasporocitos secundarios n Megasporas n Solo una sigue, las demas se degeneran Antípodas Sinergidas Ovulo Saco embrionario inmaduro Núcleos polares

19. CELULA Y HERENCIA DOBLE FECUNDACIÓN Se dice que en las plantas hay DOBLE FECUNDACIÓN porque los dos núcleos espermáticos del grano de polen fecundan. Uno se une al óvulo creando una célula diploide que es el embrión de la semilla. El otro se une a los núcleos polares del saco embrionario generando una primera célula triploide; ésta al multiplicarse creará el endospermo de la semilla, que cubrirá al embrión.

20. EMBRION 2n ENDOSPERMO 3n SEMILLA CELULA Y HERENCIA DOBLE FECUNDACIÓN

21. CELULA Y HERENCIA DOBLE FECUNDACIÓN

22. CELULA Y HERENCIA DETERMINACION DEL SEXO CROMOSOMICO En la mayoría de los seres vivos de reproducción sexual, la determinación del sexo se da, ya sea por la presencia o ausencia de cromosomas específicos o genes que se encuentran localizados en dichos cromosomas. En el reino animal existen varios tipos de determinación del sexo de tipo cromosómico, entre ellos están el sistema XX-XY , el sistema XX-XO , el sistema ZZ-ZW y el sistema HAPLOIDIA-DIPLOIDIA . Existen otros mecanismos de determinación del sexo en donde no influyen los cromosomas como el caso de las tortugas y otros reptiles en donde la temperatura del lugar en donde se incuban los huevos es el determinante. O en otros casos, peces en donde pueden cambiar de sexo según las necesidades del cardumen.

23. AA AUTOSOMAS + 2 ALOSOMAS XX HETEROGAMETICO HOMOGAMETICA CELULA Y HERENCIA SISTEMA XX-XY Este sistema lo tienen la mayoría de los vertebrados y todos los mamíferos, incluyendo a la especie humana. El sexo masculino posee dos cromosomas sexuales diferentes ( XY ), mientras que el femenino tiene dos iguales ( XX ). Como el macho produce dos gametos diferentes se dice que es HETEROGAMETICO , la hembra es HOMOGAMETICA . AA AUTOSOMAS + 2 ALOSOMAS XY Este mecanismo garantiza que la mitad de la descendencia sea hembra y la mitad macho. A + X A + X A + Y AA + XX AA + XY

24. Humanos: gen TDF ( factor determinante de los testículos e interruptor maestro sexual) En la especie humana la presencia del gen TDF en el cromosoma Y determina el sexo masculino. La presencia de ese gen TDF inhibe la acción de otro gen, el Od que es el determinante del sexo femenino. Gónadas se convierten en testículos Inhibe al gen Od Actúa gen TDF Tiempo TDF Od

25. Humanos: gen Od (factor determinante de los ovarios) En las mujeres hay ausencia del gen TDF ya que no hay cromosoma Y . esto hace que el gen Od determine el sexo femenino. Tiempo Od Gónadas se convierten en ovarios Actúa gen Od

26. HOMOGAMETICA AA AUTOSOMAS + 1 ALOSOMA X AA AUTOSOMAS + 2 ALOSOMAS XX HETEROGAMETICO CELULA Y HERENCIA SISTEMA XX-X0 Este sistema lo tienen algunas especies de insectos incluyendo a saltamontes y grillos. El sexo masculino posee un solo cromosoma sexual ( X ), mientras que el femenino tiene dos ( XX ). El macho es HETEROGAMETICO y la hembra HOMOGAMETICA . Este mecanismo también garantiza que la mitad de la descendencia sea hembra y la mitad macho. A + X A + X A AA + XX AA + X

27. HOMOGAMETICO AA AUTOSOMAS + 2 ALOSOMAS ZW AA AUTOSOMAS + 2 ALOSOMAS ZZ HETEROGAMETICA CELULA Y HERENCIA SISTEMA ZZ-ZW Este sistema lo tienen algunas especies de insectos incluyendo a mariposas y aves como gallinas gorriones y pavos. El sexo masculino posee dos cromosoma sexuales iguales ( ZZ ), mientras que el femenino tiene dos diferentes ( ZW ). Entonces el macho es HOMOGAMETICO y la hembra HETEROGAMETICA . Este mecanismo también garantiza que la mitad de la descendencia sea hembra y la mitad macho. A + Z AA + ZZ AA + ZW A + Z A + W

28. CELULA Y HERENCIA SISTEMA HAPLOIDIA-DIPLOIDIA HAPLOIDE 2n n DIPLOIDE espermatozoide óvulo Óvulo sin fecundar Óvulo fecundado Este sistema lo tienen algunas especies de insectos como abejas, avispas y hormigas. Se dice que es de tipo cariotípico ya que los machos son haploides ( n ), mientras que las hembras son diploides ( 2n ). El macho produce espermatozoides haploides por medio de mitosis y las hembras óvulos haploides por medio de meiosis. La descendencia hembra es resultado de un óvulo fecundado, mientras que los machos resultan de óvulos no fecundados, la decisión de fecundar o no, es de la hembra fértil. En estas especies hay muchas hembras y pocos machos. n 2n n n MITOSIS MEIOSIS

29. CONTINUA EN EL TEMA 5 M.C. JOSE LUIS CASTILLO DOMINGUEZ UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO