Tipos de Gametogênese: Espermatogênese e Oogênese

A gametogênese é o processo de formação e diferenciação de gametas haplóides (espermatozóides e óvulos) das células germinativas diploides primárias, gametogonia (espermatogônias e oogônias) presentes nos órgãos sexuais primários chamados gônadas (testículos no macho e ovários no feminino, respectivamente).

A gametogênese é de dois tipos:

I. Espermatogênese e

II. Oogênese.

I. Espermatogênese (Figs. 3.13 A e 3.14):

Definição:

É a formação de gametas masculinos haplóides, microscópicos e funcionais, espermatozóides das células reprodutoras diploides, espermatogônias, presentes nos testículos do organismo masculino.

Período:

Nos animais de reprodução sazonal, os testículos passam por um ciclo testicular no qual os testículos e seu tecido espermatogênico tornam-se funcionais apenas na época específica de reprodução. Assim, em alguns mamíferos de reprodução sazonal como morcego, lontra e lhama, os testículos aumentam, tornam-se funcionais e descem ao escroto na estação reprodutiva, tornando-se mais pesados devido ao acúmulo de espermatozóides, enquanto se reduzem, não funcionam e ascendem ao abdômen em outras temporadas.

Mas em machos humanos, leão, touro, cavalo etc., os testículos ficam permanentemente no escroto e a espermatogênese ocorre ao longo do ano. Em machos humanos, os testículos descem para os respectivos sacos escrotais durante o sétimo mês de desenvolvimento sob a estimulação do FSH da adeno-hipófise.

Mas em alguns mamíferos, por exemplo, elefantes, equidnas, golfinhos, baleias, focas, etc., os testículos ficam permanentemente no abdómen (intra-abdominal), principalmente devido à presença de gordura (camada adiposa grossa sob a pele). A espermatogênese é um processo contínuo e é completada em cerca de 74 dias.

Mecanismo:

A espermatogênese é dividida em duas partes:

A. Formação de Espermatídeos:

Está dividido em três fases:

1. Fase multiplicativa ou mitótica:

Envolve a rápida divisão mitótica de células germinais primárias ou primordiais diploides, chamadas gonócitos, presentes no epitélio germinativo dos túbulos seminíferos dos testículos. Estas células são indiferenciadas e possuem um núcleo grande e rico em cromatina.

Isso forma um grande número de células-mãe espermáticas diplóides e arredondadas chamadas espermatogônias (Gr. Esperma = semente; ido = prole). Cada célula espermatogonial tem cerca de 12 horas de diâmetro e tem um núcleo proeminente. Algumas espermatogônias atuam como células-tronco (denominadas espermatogônias do Tipo A) e continuam dividindo e adicionando novas células por divisões mitóticas repetidas, formando assim linhagem espermatogênica, mas algumas espermatogônias se movem para dentro e entram na fase de crescimento (denominada espermatogônia do Tipo B).

2. fase de crescimento:

Caracteriza-se por espermatocitogênese em que um espermatogônio diplóide aumenta de tamanho (cerca de duas vezes) pelo acúmulo de materiais nutritivos (derivados de células germinais e não sintetizados) no citoplasma e replicação do DNA, e forma espermatócito primário diploide. Materiais nutritivos são derivados de células germinais. Durante isso, o espermatócito primário se prepara para entrar na meiose. A fase de crescimento da espermatogênese é de duração muito menor que a da oogênese.

3. Maturação ou fase meiótica:

É caracterizado pela meiose. O espermatócito primário diploide sofre meiose-I (divisão redutora ou heterotípica) e forma duas células haploides chamadas espermatócitos secundários, cada um contendo 23 cromossomos.

Ele é imediatamente seguido por meiose-II (divisão equacional ou homotípica) em cada espermatócito secundário para formar duas espermátides haplóides, cada uma com 23 cromossomos. Assim, cada espermatogônio diploide produz 4 espermátides haplóides. Diferentes estágios da espermatogênese são interconectados pelas cadeias citoplasmáticas até a espermiogênese quando os gametas em maturação e interconectados se separam.

B. Espermiogênese (Fig. 3.15):

A transformação de espermátides não-móveis, arredondadas e haplóides em um espermatozóide funcional e móvel é chamada de espermiogênese ou espermioteliose. O principal objetivo é aumentar a motilidade dos espermatozóides, reduzindo o peso e o desenvolvimento da estrutura locomotora.

Envolve as seguintes alterações:

1. Núcleo torna-se condensado, estreito e anteriormente apontado devido à perda de materiais como RNAs, nucléolo e a maioria das proteínas ácidas.

2. Uma parte do corpo de espertóide de Golgi forma o acrossoma, enquanto a parte perdida do corpo de Golgi é chamada de resto de Golgi.

3. Centríolos de espermátide formam o colo do espermatozóide.

4. O centríolo distal dá origem ao axonema.

5. As mitocôndrias formam um anel espiral atrás do pescoço em torno do centríolo distal e parte proximal do axonema. Isso é chamado nebenkern.

6. A maior parte do citoplasma é perdida, mas algum citoplasma forma a bainha da cauda do espermatozóide.

As espermátides amadurecem em espermatozóides em dobras profundas do citoplasma das células de Sertoli (células da enfermeira), que também fornecem alimento para elas. Espermatozóides maduros são liberados no lúmen dos túbulos seminíferos, chamados de espermiação. Os dois testículos do adulto jovem formam cerca de 120 milhões de espermatozóides por dia.

Alterações na espermátide para formar espermatozóides durante a espermiogênese.

Estrutura da espermátide

Mudanças no esperma

1. Núcleo

2. complexo de Golgi

3. Centríal distal

4. Mitocôndrias

5. Citoplasma

Encolhe e alonga.

Altera para acrossoma.

Forma o filamento axial da cauda do espermatozóide.

Forme a espiral mitocondrial da bainha chamada nebenkem.

Geralmente perdido, exceto uma bainha fina chamada manchete.

Ao controle:

No homem humano, a espermatogênese começa apenas na puberdade devido ao aumento da secreção do hormônio liberador de gonadotropina (GnRH) do hipotálamo do cérebro. O GnRH estimula a adenohipófise a secretar duas gonadotrofinas: FSH e ICSH. ICSH estimula as células de testículo de Leydig a secretar hormônios sexuais masculinos, chamados andrógenos, sendo o mais importante a testosterona.

A testosterona estimula a espermatogênese especialmente a espermiogênese. O FSH estimula as células de Sertoli do testículo a secretar certos fatores que auxiliam no processo de espermatogênese. Chama-se controle fisiológico.

Tipos:

No homem e num grande número de outros animais com mecanismo XY no homem, existem dois tipos de espermatozóides: 50% de Gynosperms com Cromossoma X e 50'X) Androspermas com Cromossoma Y.

Significado:

(uma) Produz espermatozóides haplóides.

b) O crossing over pode ocorrer durante a meiose-I, produzindo variações.

c) Prova relação evolutiva.

II. Oogênese (Fig. 3.13 B):

Definição:

Envolve a formação de gametas femininos haplóides chamados óvulos, das células mãe diplóides dos ovos, oogonia, do ovário do organismo feminino. Envolve 2 processos biológicos: programação genética e embalagem.

Período:

O período de ovogênese é diferente em diferentes animais. Em fêmeas humanas, existem cerca de 1.700 células germinativas primárias na gônada feminina indiferenciada em um mês de desenvolvimento fetal. Estes proliferam para formar cerca de 600.000 oogônias aos dois meses do período de gestação e, no 5º mês, os ovários contêm mais de 7 milhões de oogônias; no entanto, muitos sofrem atresia (degeneração de células germinativas) antes do nascimento. No momento do nascimento, existem 2 milhões de folículos primários, mas 50% destes são atrésicos.

A atresia continua e, no momento da puberdade, cada ovário contém apenas 60.000 a 80.000 folículos primários. A oogênese é completada somente após o início da puberdade e apenas uma em cada 500 é estimulada pelo FSH a amadurecer. Portanto, a oogênese é um processo descontínuo e dispendioso.

Mecanismo:

Como a espermatogênese, a oogênese é formada por três fases:

1. Fase multiplicativa:

Nessas determinadas células germinativas primárias (maiores em tamanho e com grandes núcleos) do epitélio germinativo do ovário passam por rápidas divisões mitóticas para formar grupos de células mãe diplóides de ovos, oogonia. Cada grupo é inicialmente um acorde e é chamado tubo de ovo de pfluger que depois forma uma massa arredondada, ninho de ovo (Fig. 3.13 B).

2. fase de crescimento:

A fase de crescimento da ovogênese é de duração muito longa do que a da espermatogênese, por exemplo, apenas três dias em Drosophila, 6-14 dias em galinha, 3 anos em rã e muitos anos (12-13 anos) em fêmea humana. Durante a fase de crescimento, um oogônio de ninho de ovo é transformado em oócito diplóide primário, enquanto outras oogônias do ninho de ovos formam um epitélio folicular nutritivo de camada única em torno dele.

A estrutura assim formada é chamada de folículo primário. Mais tarde, cada folículo primário é cercado por mais camadas de células granulosas e se transforma em folículo secundário. Logo, o folículo secundário desenvolve uma cavidade antral cheia de líquido, chamada antro, e é chamado de folículo terciário. Ele também muda para formar o folículo de Graaf. Portanto, nem toda a oogonia se desenvolve mais.

Fase de crescimento envolve:

(a) Aumento no tamanho do oócito (2000 vezes no sapo; 43 vezes no camundongo; 90.000 vezes no Drosophila; 200 vezes na galinha e cerca de 200 vezes na fêmea humana) pela formação e acúmulo de vitelo (vitelogênese) por um especial mitocondrial nuvem deitado perto do núcleo e chamado núcleo da gema.

(b) O núcleo fica inchado com o nucleoplasma e é chamado de vesícula germinativa.

(d) Aumento do número de mitocôndrias, quantidade de ER e corpo de Golgi.

(e) Formação de cromossomos de lampadas em peixes, anfíbios, répteis, aves, insetos, etc. para síntese rápida da gema.

(f) Gene-amplificação ou redundância de genes de r-RNA para síntese rápida de r-RNA.

3. Fase de Maturação:

É caracterizado pela meiose. Neste, o oócito primário diplóide e totalmente crescido sofre meiose-I (divisão redutora) para formar duas células haplóides desiguais. A célula menor é chamada primeiro corpo polar (Polocyte) e tem uma quantidade muito pequena de citoplasma. A célula maior é chamada de oócito secundário e tem um volume de citoplasma rico em nutrientes. Ambos são haplóides e cada um tem 23 cromossomos.

Oócito secundário sofre meiose-II (divisão equacional) para formar duas células haplóides desiguais. A célula menor é chamada segundo corpo polar e tem muito pouco citoplasma, enquanto a célula maior é chamada de ootídeo. Tem quase todo o citoplasma e se diferencia em um óvulo. Enquanto isso, o primeiro corpo polar pode se dividir em dois.

Assim, na oogênese, um oogônio diploide forma um óvulo haplóide e dois ou três corpos polares, enquanto na espermatogênese, um espermatogônio diploide forma quatro espermatozóides haplóides. A principal função da formação de corpos polares é trazer haploidia, mas reter todo o citoplasma em um óvulo para fornecer alimento durante o desenvolvimento do zigoto para formar um embrião. O número de óvulos é reduzido com a capacidade da fêmea de carregá-los e criá-los.

Na maioria dos organismos, incluindo a fêmea humana, a ovulação ocorre no estágio secundário do oócito, no qual a meiose-I foi completada e o primeiro corpo polar foi liberado. A meiose-II é completada apenas no momento da entrada do espermatozóide.