Fertilización

De Wikipedia, la enciclopedia libre
(Redirigido desde La fertilización )
Saltar a navegación , búsqueda
Esperma y óvulo fusión

Fertilización (también conocido como concepción, fecundación y singamia) es la fusión de gametos para producir un nuevo organismo. En los animales, el proceso implica la fusión de un óvulo con un espermatozoide , que finalmente conduce al desarrollo de un embrión . Dependiendo de la especie animal, el proceso puede ocurrir dentro del cuerpo de la hembra en la fertilización interna , o fuera (fecundación externa). Todo el proceso de desarrollo de nuevos individuos se llama reproducción .

Contenido

[ editar ] La fertilización de las plantas

[ editar ] Plantas de flor

Después de que el carpelo se polinizadas , el grano de polen germina en respuesta a un líquido azucarado secretado por el estigma madura (principalmente sacarosa). De cada grano de polen, un tubo de polen crece que los intentos para viajar al ovario mediante la creación de un camino a través del tejido femenino. Los núcleos vegetativo (o tubo) y generativo de la pasada grano de polen en su respectivo tubo polínico. Después de que el polen se adhiere grano al estigma del carpelo (estructura reproductora femenina) un tubo polínico crece y penetra en el óvulo a través de un poro diminuto llamado micrópilo .

El tubo polínico no alcanza directamente el ovario en una línea recta. Se desplaza cerca de la piel del estilo y rizos a la parte inferior del ovario, entonces cerca del receptáculo, que se rompe a través del óvulo a través del micrópilo (una abertura en la pared del óvulo) y el tubo de polen "ráfagas" en el saco embrionario.

Después de ser fertilizado, el ovario comienza a hincharse y se desarrollan en la fruta . [1] Con semillas múltiples frutas, granos múltiples de polen son necesarios para singamia con cada óvulo. El crecimiento del tubo polínico es controlado por el vegetativo (o tubo) de citoplasma. Hidrolíticas enzimas son secretadas por el tubo de polen que digieren el tejido femenino como el tubo crece con el estigma y estilo; el tejido digerido se utiliza como una fuente de nutrientes para el tubo polínico medida que crece. Durante el crecimiento del tubo polínico hacia el ovario, el núcleo generativo se divide para producir dos núcleos espermáticos separado (número haploide de cromosomas) [2] -. un tubo polínico que crece tanto, contiene tres núcleos separados, dos espermatozoides y un tubo [3] Los espermatozoides son interconectado y dimórfico, el grande, en un número de plantas, también está relacionada con el núcleo y el tubo de esperma interconectados y núcleos tubo formar la "unidad germinal masculina". [4]

Doble fertilización es el proceso en las angiospermas (plantas con flores) en el que dos espermatozoides núcleos de cada tubo de polen fertiliza dos celdas en una mujer gametofito (a veces llamado un saco embrionario) que está dentro de un óvulo. Después de que el tubo de polen entra en el gametofito, que se desintegra el tubo de polen núcleo y las dos células de esperma se liberan; una de las dos células de esperma fertiliza la célula huevo (en la parte inferior del gametofito cerca del micrópilo), formando un diploide (2n) cigoto . Este es el punto en el que realmente se produce la fertilización, la polinización y la fertilización son dos procesos separados. Los otros fusibles esperma célula con dos núcleos haploides polar (contenido en la célula central) en el centro del gametofito. La célula resultante es triploide (3n). Esta célula triploide divide a través de la mitosis y forma el endosperma , un nutriente rico en tejido , dentro de la semilla .

Los dos núcleos célula central materna (núcleos polares) que contribuyen a la endosperma surgen por mitosis a partir del producto solo meiótica que también dio lugar a que el huevo. Por lo tanto, la contribución de la madre a la constitución genética del endospermo triploide es el doble que la del embrión.

Una de las especies primitivas de planta con flores, Nuphar polysepala , tiene endospermo que es diploide, resultante de la fusión de un núcleo de polen con uno, en lugar de dos, núcleos materna. Se cree que temprano en el desarrollo de linajes de angiospermas, hubo una duplicación en este modo de reproducción, produciendo gametofitos seven-celled/eight-nucleate hembra, y endospermos triploides con una relación de 02:01 genoma materno a paterno. [5]

El proceso es fácil de visualizar si uno mira maíz seda, que es la flor hembra de maíz. El polen de la espiga (la flor masculina) cae en la parte pegajosa externa de la seda, y luego los tubos polínicos crecen hacia abajo la seda hacia el óvulo adjunto. La seda seca permanece dentro de la cáscara de la oreja ya que las semillas maduran, si uno quita cuidadosamente la cáscara, las estructuras florales pueden ser vistos.

En muchas plantas, el desarrollo de la pulpa de la fruta es proporcional al porcentaje de óvulos fertilizados. Por ejemplo, con sandía , alrededor de un millar de granos de polen debe ser entregada y extendió uniformemente sobre los tres lóbulos del estigma para hacer una fruta tamaño y forma normal.

[ editar ] La fertilización en los animales

La mecánica detrás de fertilización se ha estudiado ampliamente en los erizos de mar y los ratones. Esta investigación aborda la cuestión de cómo el esperma y el óvulo apropiado encontrarse unos a otros y la cuestión de cómo sólo un espermatozoide penetra en el óvulo y ofrece sus contenidos. Hay tres pasos para la fertilización que garanticen la especificidad de especie:

  1. La quimiotaxis
  2. Sperm activación / reacción acrosomal
  3. Los espermatozoides / huevo adhesión

[ edit ] interna frente externo

Examen de si un animal (más específicamente un vertebrado) utiliza interna o fertilización externa es a menudo dependiente del método de nacimiento. Animales ovíparos ponen huevos con cáscaras gruesas de calcio, tales como pollos , o cáscaras coriáceas gruesas generalmente se reproducen por medio de fertilización interna para que el espermatozoide fertiliza el óvulo, sin tener que pasar a través de la gruesa, la capa protectora superior del huevo. ovovivíparos y vivíparos animales también utilizar la fertilización interna. Es importante tener en cuenta que aunque algunos organismos se reproducen a través de amplexus , todavía podrá utilizar la fertilización interna, como con algunas salamandras. Las ventajas de la fertilización interna incluyen: el mínimo desperdicio de gametos, una mayor probabilidad de fertilización huevo individual, relativamente "más largo" período de protección de los huevos y la fertilización selectiva, muchas mujeres tienen la capacidad de almacenar esperma durante largos períodos de tiempo y pueden fertilizar sus huevos a su propio deseo.

Animales ovíparos cuyos huevos con membranas delgadas membranas terciarias o no en absoluto, por el contrario, utiliza métodos externos de fertilización. Ventajas de la fertilización externa incluyen: un contacto mínimo y transmisión de fluidos corporales; disminuyendo el riesgo de transmisión de enfermedades, y una mayor variación genética (especialmente durante los métodos de difusión de desove fertilización externa).

[ editar ] Los erizos de mar

Reacción acrosómica en una celda de erizo de mar.

La quimiotaxis fue descubierto como el método por el que el esperma encontrar los huevos. Esta quimiotaxis es un ejemplo de una interacción ligando / receptor. Resact es un péptido de 14 aminoácidos purificado a partir de la capa gelatinosa de A. punctulata que atrae la migración de los espermatozoides.

Después de encontrar el óvulo, el espermatozoide consigue a través de la capa de gelatina a través de un proceso llamado activación del esperma. En otra interacción ligando / receptor, un componente oligosacárido del huevo se une y activa un receptor de la esperma y causa la reacción acrosómica . Las vesículas acrosomal de espermatozoides con el fusible de la membrana plasmática y se liberan. En este proceso, moléculas unidas a la membrana de la vesícula acrosomal, tales como bindin, están expuestos en la superficie de los espermatozoides. Estos contenidos digerir la capa gelatinosa y, finalmente, la membrana vitelina. Además de la liberación de vesículas acrosomal, no es explosivo polimerización de actina para formar una punta fina en la cabeza del espermatozoide se llama el proceso acrosomal .

El esperma se une al huevo a través de otra reacción ligando entre los receptores en la membrana vitelina . La superficie de los espermatozoides bindin proteína, se une a un receptor en la membrana vitelina identificado como EBR1.

La fusión de las membranas plasmáticas de la esperma y el óvulo se mediada probablemente por bindin. En el sitio de contacto, la fusión provoca la formación de un cono de fertilización .

[ editar ] Mamíferos

Por lo general, los mamíferos dependen de la fertilización interna a través de la cópula . Después de un macho de eyaculados , un gran número de células de esperma moverse a la vagina superior (a través de las contracciones de la vagina) a través del cuello uterino y en toda la longitud del útero para satisfacer el óvulo. En los casos en que ocurre la fertilización, la hembra suele ovula durante un período que se extiende desde horas antes de la copulación a unos pocos días después, por lo que, en la mayoría de los mamíferos es más común para la eyaculación para anticiparse a la ovulación que viceversa.

El capacitados espermatozoide y el ovocito se encuentran e interactúan en la ampolla de la trompa de Falopio . Gradientes Thermotactic y quimiotáctico están involucrados en el esperma orientado hacia la célula del huevo, por lo menos durante la fase final de migración de los espermatozoides. Los espermatozoides se ha demostrado que responden al gradiente de temperatura de ~ 2 º C entre el oviducto y la ampolla, [6] y gradientes quimiotácticos de progesterona han sido confirmadas como la señal que emana de los cumulus oophorus células circundantes de conejo y de ovocitos humanos. [7 ] capacitado y hyperactivated espermatozoides responder a estos gradientes modificando su comportamiento y moviéndose hacia el complejo cúmulo-ovocito. Otras señales quimiotácticas como formilo Met-Leu-Phe (fMLF) también puede guiar espermatozoides. [8]

La zona pelúcida del óvulo se une con el espermatozoide. A diferencia de los erizos de mar, el espermatozoide se une al óvulo antes de la reacción acrosomal. La zona pelúcida es una gruesa capa de matriz extracelular que rodea el huevo y es similar a la función de la membrana vitelina en erizos de mar. Una glicoproteína de la zona pelúcida, ZP3 se descubrió que era responsable de la adhesión de huevo / de espermatozoides en ratones. El receptor galactosiltransferasa (GalT) se une a los residuos de N-acetilglucosamina en la ZP3 y es importante para la unión con el esperma y la activación de la reacción del acrosoma. ZP3 es suficiente para espermatozoides / huevo unión pero no es necesario. Hay dos receptores de los espermatozoides adicionales: una proteína 250kD que se une a una proteína secretada oviducto y SED1 que se une de forma independiente a la zona. Después de la reacción acrosómica, se cree que el esperma permanece unido a la zona pelúcida a través de receptores ZP2 expuestos. Estos receptores son desconocidos en ratones, pero se han identificado en los conejillos de indias.

En los mamíferos, la unión del espermatozoide a la GalT inicia la reacción del acrosoma . Este proceso libera la enzima hialuronidasa , que digiere la matriz de ácido hialurónico en los ornamentos que rodean el ovocito. Fusión entre el ovocito membranas plasmáticas y esperma siguiente, permitiendo la entrada de los espermatozoides núcleo , centriolo y flagelo , pero no la mitocondria , en el oocito. La fusión es probablemente mediada por la proteína CD9 en ratones (el homólogo de unión). El huevo " activa "en sí mismo fusionarse con una célula solo espermatozoide, cambiando así su membrana celular para prevenir la fusión con otros espermatozoides.

Este proceso conduce en última instancia a la formación de un diploide célula llamada cigoto . El cigoto comienza a dividirse y formar un blastocisto y cuando llega al útero, se realiza la implantación en el endometrio. En este punto de la hembra embarazo ha comenzado. Si el embrión se implanta en cualquier tejido que no sea el útero pared, un embarazo ectópico resultados, que puede ser fatal para la madre.

En algunos animales (como conejos) el acto del coito induce la ovulación al estimular la liberación de la hormona gonadotropina pituitaria. Esto aumenta enormemente la probabilidad de que el coito se traducirá en el embarazo.

[ editar ] Los seres humanos

La fertilización en los seres humanos. El esperma y el óvulo se unen a través de la fertilización, la creación de un cigoto que (en el transcurso de 8-9 días) se implanta en la pared uterina, donde se ubicará en el transcurso de 9 meses.

El término concepción comúnmente se refiere a la fertilización, la exitosa fusión de los gametos para formar un nuevo organismo. "Concepción" es utilizado por algunos para referirse a la implantación y es por lo tanto un objeto de argumentos semánticos sobre el principio del embarazo , por lo general en el contexto de la aborto debate. gastrulación , que se produce alrededor de 16 días después de la fertilización, es el punto en el desarrollo cuando el blastocisto implantado desarrolla tres capas germinales, ectodermo endodermo, el mesodermo y el la. Es en este punto que el código genético del padre se convierte completamente involucrado en el desarrollo del embrión. Hasta este punto del desarrollo, el hermanamiento es posible. Además, los híbridos entre especies sólo sobreviven hasta la gastrulación, y no tienen ninguna posibilidad de desarrollo después. Sin embargo, esta postura no es del todo aceptada como cierta literatura biología del desarrollo humano se refiere al "embrión" y este tipo de literatura médica se refiere a los "productos de la concepción", como el embrión post-implantación y las membranas circundantes. [9] El término "concepción" normalmente no se utiliza en la literatura científica debido a su definición de la variable y connotación.

[ edit ] Fertilización y recombinación genética

Meiosis resultado una segregación al azar de los genes contribuido de cada padre. Cada organismo padre tiene generalmente la misma genética maquillaje, pero difiere por una fracción de sus genes. Por lo tanto, cada gameto producido por una persona será genéticamente diferente de los otros de esa persona, así como de los gametos producidos por otra persona. Cuando los gametos primer fusible en la fertilización, los cromosomas donados por los padres se combinan, y, en los humanos , esto significa que (2 ² ²) ² = 17.6x10 12 cromosómicamente diferentes cigotos son posibles para los cromosomas no sexuales, incluso suponiendo que no hay cruce cromosómica . Si se produce una vez cruzado, entonces en promedio (4 ² ²) ² = 309x10 24 cigotos genéticamente diferentes son posibles para cada pareja, no considerando que los eventos de cruce puede tener lugar en la mayoría de los puntos a lo largo de cada cromosoma. Los cromosomas X e Y no sean objeto de actos de cruce, por lo que quedan excluidos del cálculo. Tenga en cuenta que el ADN mitocondrial está sólo heredado del progenitor materno.

[ editar ] La partenogénesis

Otro método de reproducción se da entre los organismos que normalmente se reproducen sexualmente, a través de la partenogénesis : cuando un gameto femenino no es fecundado por un gameto masculino, sin embargo, produce una descendencia viable. Estos descendientes pueden ser clones de la madre o, en algunos casos, no son genéticamente idénticos a ella, pero heredan sólo una parte de su ADN. Esto ocurre de forma natural en muchas plantas y animales, y puede ser inducida en otros a través de un estímulo químico o eléctrico a la célula huevo. En 2004, investigadores japoneses liderados por Tomohiro Kono logró después de 457 intentos de fusionar los óvulos de dos ratones, el resultado de las cuales se desarrollaron con normalidad en un ratón. Esto se logró mediante el bloqueo de ciertas proteínas que normalmente impiden la posibilidad. [10]

[ edit ] alogamia y autogamia

Alogamia (también conocido como fertilización cruzada) es un término utilizado en el campo de la reproducción biológica que describe la fertilización de un óvulo de un individuo con el gameto masculino de otro.

Autogamia (también conocido como auto-fertilización) se produce en los organismos hermafroditas, tales como plantas y gusanos planos, donde los dos gametos fusionados en fertilización provienen de un mismo individuo.

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

  1. ^ Johnstone, Adam Biología:. hechos y la práctica de un nivel. Oxford University Press. pp 95. ISBN 0-19-914766-3 .
  2. ^ Manual de la ciencia de las plantas. Chichester, West Sussex, Inglaterra: John Wiley. 2007. 466 pp. ISBN 978-0-470-05723-0 .
  3. ^ Kirk, David Starr, Cecie (1975) Biología hoy.. [Del Mar, California]: CRM. pp 93. ISBN 978-0-394-31093-0 .
  4. ^ Raghavan, V. (Valayamghat) (2006) Doble fertilización:. embrión y el endospermo en desarrollo de plantas de floración. Berlin: Springer-Verlag. pp 12. ISBN 978-3-540-27791-0 .
  5. ^ Friedman NOSOTROS, JH Williams (febrero de 2003). "La modularidad de la angiosperma gametofito femenino y su relación con la evolución temprana de endospermo en las plantas con flores" Evolución, International Journal of Organic Evolution 57 (2):.. 216-230 doi : 10.1111/j.0014-3820.2003.tb00257.x . PMID 12683519 .
  6. ^ Anat Bahat et al (2006). "Esperma thermotaxis" Molecular and Cellular Endocrinology 252 (1-2):. 115-119. doi : 10.1016/j.mce.2006.03.027 . PMID 16672171 .
  7. ^ Teves ME, Guidobaldi HA, Uñates DR, Sánchez R, Miska W, et al. (2009). Hansen, A. Immo. ed. "Mecanismo molecular de la quimiotaxis mediada por espermatozoides humanos progesterona" PLoS ONE 4 (12):.. e8211 doi : 10.1371/journal.pone.0008211 . PMC 2782141 . PMID 19997608 . / / Www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2782141/.
  8. ^ Gnessi L, Fabbri A, Silvestroni L, Moretti C, F Fraioli, Pert CB, Isidori A. (1986). "Evidencia de la presencia de receptores específicos para los péptidos quimiotácticos N-formil sobre los espermatozoides humanos" J Clin Endocrinol Metab 63 (4):.. 841-846 doi : 10.1210/jcem-63-4-841 . PMID 3018025 .
  9. ^ Moore, KL y TVM Persaud (2003) The Developing Human:. Embriología orientación clínica. WB Saunders Company. ISBN 0-7216-6974-3 .
  10. ^ Kono T, Obata Y, Q Wu, et al. (abril de 2004). .. "Nacimiento de ratones partenogenéticas que pueden desarrollarse a la edad adulta" Nature 428 (6985): 860-864 doi : 10.1038/nature02402 . PMID 15103378 . Lay Resumen - National Geographic (21/04/2004).

[ editar ] Enlaces externos