Meiosis y Game to Genesis
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Universidad Nacional de Trujillo Escuela Profesional de Medicina Humana Curso de Biologa Molecular y Celular
Divisin en clulas germinales: Meiosis, Mecanismos moleculares y GametognesisBLGA. MARA LETICIA AMSQUITA CRDENASAREA DE GENETICA Y BIOLOGIA MOLECULAR Y CELULAR DPTO. DE MORFOLOGIA HUMANA FAC. MEDICINA UNT
MEIOSISGRIEGO: Meioum = disminuir Se realiza mediante 2 divisiones consecutivas denominadas primera y segunda divisin meitica.
Es un fenmeno especializado en el ciclo celular que reduce el nmero de cromosomas a la mitad. Produccin de clulas hijas haploides
Clula parental contiene un par de cromosomas homlogos
MEIOSIS I
Homlogos se separan en meiosis I Clulas hijas continen solo un homlogo
MEIOSIS II
Las cuatro clulas hijas contienen la mitad de cromosomas.
Leptoteno(gr. leptos = delgado, nema = filamento)
El ADN comienza condensarse. Las secuencias homlogas de los cromosomas empiezan a reconocerse.
Leptoteno. Lepto=delgado
En cada cromosoma puede distinguirse 2 cromtides ntimamente unidas, pero este slo puede observarse con el M/E.
Mayor condensamiento del ADN. Comienza la sinapsis de los cromosomas homlogos Forma el complejo sinaptonmico. Inicia la recombinacin Que sucede con los cromosomas sexuales?
Zigoteno
Griego: zygon = pareja)
Zigoteno El apareamiento= formacin del complejo sinaptonmico (CS). Comprende 2 elementos laterales y un elemento central o medial. Los elementos laterales conectan con el cromosoma correspondiente . En parte central est recorrido por lnea densa, que forma un elemento central o componente medial. Hay fibrillas perpendiculares al elemento medial que unen ambos elementos laterales. Funciones del CS es estabilizar apareamiento de los homlogos y facilitar recombinacin.
Griego: zygon = pareja)
Complejo sinaptonmico= f. transversales
Paquiteno
(gr. pachys = grueso)
Completa ensamblaje Homlogos en sinapsis Los cromosomas permanecen unidos en los sitios de cruzamiento (crossing over)
El intercambio se produce a nivel molecular y est mediado por un conjunto de protenas que forman el denominado ndulo de recombinacin. Suele ser la etapa ms larga de la profase I, puede durar das, semanas e incluso aos.
La recombinacin es clave para generar diversidad gentica, fenmeno crtico para la evolucin de las especies Da como resultado el intercambio de genes entre cromosomas homlogos apareados Las diferencias genticas entre individuos proporcionan material inicial para la seleccin natural, que permite a especies desarrollarse y adaptarse a cambiosSpo 11 rompe doble hebra
complejo recombinante = enzimas reparadoras cataliza recombinacin
Crossing Over Cromosomas homlogos intercambian informacin gentica Ocurre gentica recombinacinQuiasma
En las clulas humanas, hay en promedio cerca de 10 entrecruzamientos por cada ttrada meitica
Diploteno
(gr. diploos = doble)
Desaparece el complejo sinaptonmico. Los cromosomas se separan en casi toda su longitud pero permanecen unidos en los quiasmas (puntos de recombinacin). Indispensable para el alineamiento correcto en la metafase En este estado cada par de cromosomas (llamados bivalentes), consiste en 4 cromtides con su quiasma claramente visible
Diacinesis
(gr. dia = a travs)
Final de la profase I Transicin a la metafase Cromososmas completamente condensados unidos por los quiasmas terminales hasta metafase El nucleolo desaparece
METAFASE I Los bivalentes se disponen en ecuador, listos para separarse. Todava hay algunos quiasmas, y por supuesto, los terminales. Si el bivalentes es largo, presenta una serie de aberturas entre los quiasmas. Si es corto, existe solo una abertura anular.
ANAFASE I Segregacin de homlogos depende de protenas asociadas a cinetocoro 1. Los complejos entrecruzadores y cohesinas 2. shugoshinas Con separacin de desaparecen los quiasmas, Cromosomas homlogos se separan, pero las cromtidas hermanas permanecen unidas por su centrmeros Recuerde que los cromosomas resultantes son cromosomas recombinantesAPC MPF degradacin reduce a por Mes 1 MPF necesario para II divisin
TELOFASE I Se forman dos nuevas membranas nucleares y se separan dos nuevas clulas haploides (n) con 2n cromtidas . Esta parte del ciclo meitico vara de unos organismos a otros, as en algunos no se forma membrana nuclear y se pasa directamente a la segunda divisin meitica. En cualquier caso lo que nunca se produce entre la primera y la segunda divisin meitica es la sntesis de nuevo ADN.
SEGUNDA DIVISION MEIOTICA Existe corto perodo interfase. No hay duplicacin del DNA. PROFASE II La profase es corta y similar a la de la mitosis.
ANAFASE II. Separan cromtides hermanas por traccin fibras del huso ejercen sobre los cinetocoros.
METAFASE II. Cromosomas en el plano ecuatorial con fibras huso conectado a cinetocoros
TELOFASE II. Cada polo de clula recibe un juego haploide de cromtides. Resultado cuatro ncleos hijos con composicin gentica diferente.
Comportamiento de los cromosomas en la meiosis I,II y mitosis
1 ubicacin de microtblos en centrmero de homlogos2unin de cromtidas hermanas por complejos proteicos 3 separacin de cromtidas pero no de centrmero
+ shigoshinasRECLUTAN
fosfatasas
MITOSIS Vs. MEIOSISMITOSISCELULA PARENTAL (Antes de replicacin de cromosoma) PROFASEReplicacin de cromosomas 2n = 4
MEIOSIS
Sitio del crossing over
MEIOSIS IPROFASE I Tetrda formada por sinapsis de cromosomas homlogos
Replicacin de cromosomas
Cromosomas duplicados(2 cromtides hermanas)
METAFASE
Cromosomas alineados en la placa metafsica
Ttradas alineadas en la placa metafsica
METAFASE I
ANAFASE TELOFASE
Cromtides hermanas se separan durante anafase
Cromosomas homlogos se separan durante anafase I; cromtides hermanas permanecen juntas Clulas hijas de meiosis I
ANAFASE I TELOFASE I
Haploide n=2
2nClulas hijas de mitosis
2n
Cromtides hermanas se separan durante anafase II
MEIOSIS II
n
n
n
n
Clulas hijas de meiosis II
GAMETOGENESIS
ROL DE LAS HORMONAS EN LA ESPERMATOGNESISEn pubertad = andrgenos aumentan LH= une a receptores en clulas de leydig testosterona tbulos une a receptores en c. sertoli
FSH
receptores en c.sertolisntesis de RNA y proteinas produce fluido testicular Moviliza energa inhibina
Testosterona y FSH = ainergicamente en c. sertoli y permiten espermatognesis
ESTRUCTURA DEL ESPERMATOZOIDE HUMANO
FASES DEL DESARROLLO DE UN OOCITO
REGULACIN DE LA MEIOSIS EN LOS OOCITOS La divisin celular con la que termina la meiosis I de los ovocitos es asimtrica Se produce un ovocito de tamao normal y un pequeo cuerpo polar El ovocito continua con la meiosis II sin haber reestructurado su ncleo o descondensado los cromosomas Los ovocitos vuelven a ser arrestados en me MEK,ERK Y RsK MOS metafase II INHIBEAPC
GRACIAS
En la metafase se ordenan los cromosomas en el huso meitico. El APC/C (anaphase promoting complex) es el responsable del inicio de la anafase I. Este complejo se activa cuando el checkpoint del spindle determina que los cromosomas estn correctamente alineados y puede empezar la anafase. El APC/C activo es el responsable de la degradacin de Cdc13 por proteolisis. Esta degradacin reduce la actividad quinasa del complejo MPF (Cdc2Cdc13), condicin necesaria para empezar la anafase I (Chang et al. 2001). La actividad del complejo MPF no desaparece completamente debido a la presencia de Mes1. Esta protena impide la completa degradacin de Cdc13, permitiendo la actividad del complejo MPF necesaria para iniciar la meiosis II (Izawa et al. 2005)
Para completar la meiosis II es imprescindible la presencia de Mes1. La transcripcin de este gen se activa entre la MI y la MII (Mata et al. 2002) de forma dependiente de Mei4. Cepas delecionadas para mes1 no son capaces de completar la MII y se bloquean con dos ncleos en su interior (Shimoda et al. 1985). Mes1 permite la entrada en meiosis II impidiendo la degradacin de la ciclina Cdc13 por el complejo APC/C. Este complejo promueve la entrada en anafase proteolisando Cdc13, de manera que disminuye la actividad de MPF. Mes1 se une a Slp1 (regulador del APC/C) impidiendo la degradacin de Cdc13 (Izawa et al. 2005). La actividad del complejo MPF es necesaria para el inicio de la meiosis II. Posteriormente la actividad desaparecer completamente, debido a la proteolisis de Cdc13, para permitir la progresin de la anafase II. Otros genes implicados en completar correctamente la meiosis II son algunos de los conocidos como spo.
Rec8 y Rec11 son cohesinas especficas de meiosis. Estas cohesinas a parte de su funcin en la segregacin cromosmica meitica son necesarias para la correcta recombinacin; permitiendo la formacin de DSB por parte de Rec12 en determinadas zonas (Ellermeier and Smith 2005). Las deleciones en rec8 y rec11 presentan una baja recombinacin especialmente en zonas prximas a los centrmeros
Las cohesinas meiticas contienen Rec8 en lugar de Rad21. Rec8 no se degrada durante la meiosis I y as se mantienen las cromtidas hermanas unidas hasta la segunda divisin meitica (Watanabe and Nurse 1999). La proteccin de la cohesina se consigue gracias a Sgo1. Sgo1 recluta al centrmero PP2A (protein phosphatase 2A) protegiendo as la cohesina (Kitajima et al. 2004). Cdc5 (polo kinase) es responsable de fosforilar Rec8, marcndolo para ser sustrato de la separasa. Sgo1 impide la degradacin de Rec8 eliminando la fosforilacin por medio de PP2A (Kitajima et al. 2006; Riedel et al. 2006).