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¿Los gametos son diploides o haploides?

¿Los gametos son diploides o haploides?


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Algunas fuentes dicen que los gametos son haploides, algunos dicen que son diploides.

Estoy confundido.


En realidad, hay algo de confusión aquí, y eso es bastante excusable, porque es muy común leer que monoploide y haploide son sinónimos y tienen el mismo significado. Sin embargo, son términos diferentes. Según Hartl y Ruvolo (2012):

La confusión potencial surge debido a los organismos diploides, en los que el conjunto de cromosomas monoploides y el conjunto de cromosomas haploides son iguales.

Como los seres humanos somos organismos diploides, es fácil ver por qué haploide y monoploide terminaron siendo considerados sinónimos.

Sin embargo, una terminología más precisa sería:

  • Monoploide: el número total de cromosomas en un solo conjunto completo de cromosomas (esto no cambia si estamos hablando de una célula somática o un gameto).
  • Haploide: la mitad del número total de cromosomas en una célula somática. El conjunto de cromosomas haploides es el conjunto de cromosomas presentes en un gameto, independientemente del número de cromosomas de la especie.

Habiendo dicho eso, diploide y haploide no son antónimos ni términos mutuamente excluyentes. Una célula puede ser diploide y haploide al mismo tiempo. Ejemplifiquemos esto con organismos que realizan meiosis gamética:

Los seres humanos tenemos células somáticas diploides, con 46 cromosomas. Cuando una célula humana somática realiza meiosis, produce haploide células que son monoploide. Los gametos humanos son haploides y monoploides.

En trigoTriticum aestivum), las células somáticas son hexaploides y tienen 42 cromosomas (es decir, 6 juegos completos de 7 cromosomas). Cuando una célula de trigo realiza meiosis (produciendo micro y mega esporas, y más tarde gametos), produce haploide células que son triploide. Los gametos de trigo son haploides y triploides.

De la misma manera, un organismo tetraploide produciría, por meiosis, una célula que es haploide. y diploide. Por lo tanto, dependiendo del número de conjuntos de cromosomas en la célula somática de una especie determinada, puede decir que un gameto es diploide (como se indica en esta otra respuesta).

En pocas palabras, un gameto que fue producido por meiosis (hay ciclos de vida en los que el gameto no se produce meióticamente) es siempre haploide, independientemente del número de conjuntos de cromosomas que tenga (lo que determinará si es monoploide, diploide, triploide, hexaploide, etc.).

Fuentes:

  • Hartl, D. y Ruvolo, M. (2012). Genética. 1ª ed. Burlingham, Mass .: Jones y Bartlett Learning.

  • Genetics-notes.wikispaces.com. (2017). notas-genéticas - Ploidía. [en línea] Disponible en: https://genetics-notes.wikispaces.com/Ploidy [Consultado el 1 de mayo de 2017].


Depende del organismo en cuestión. (https://en.wikipedia.org/wiki/Polyploid#Examples)

Observe que los gametos tienen la mitad de copias de las células normales. Como tal, un organismo tetraploide tendrá gametos diploides.


No se confunda con la cantidad de cromosomas. Haploide se refiere a 1 juego de cromosomas, diploide se refiere a 2 juegos de cromosomas, triploide significa 3 juegos de cromosomas. No representan la cantidad de cromosomas presentes en un conjunto.

Los seres humanos tenemos 23 cromosomas en un solo conjunto. Somos organismos diploides y, por lo tanto, todas las células de nuestro cuerpo llevan dos juegos de cromosomas (por lo tanto, 23 * 2 = 46). Nuestras células germinales, sin embargo, se forman a través de la división celular de la meiosis y, por lo tanto, son haploides (23 cromosomas).

Entonces, el espermatozoide lleva 23 cromosomas y el óvulo lleva 23 cromosomas cada uno. Cuando se fusionan, se forma el cigoto y, como puede ver, el cigoto lleva 23 + 23 = 46 cromosomas. El cigoto sufre una división celular mitótica y se forma un ser humano completo. Entonces, el cigoto humano definitivamente es diploide.


Los gametos deben ser haploides porque se combinarán con otro gameto. La reproducción sexual trabaja para aumentar la diversidad genética al combinar dos gametos haploides para formar un nuevo organismo que tiene una combinación de genes diferente a la de cualquiera de sus padres. El nuevo organismo tiene la mitad de los cromosomas de su madre y la mitad de su padre.

Fuente de Chromosomes and Meiosis Interactive

Por ejemplo, para que los humanos se reproduzcan, un espermatozoide debe fusionarse con un óvulo, produciendo un cigoto que tiene un conjunto único de información genética. Si los gametos fueran diploides en lugar de haploides, el organismo resultante tendría demasiados cromosomas. Al fusionar dos gametos haploides, se asegura que el nuevo organismo será genéticamente distinto y aún tendrá el número correcto de cromosomas que necesita.


Gametos

Los gametos son células reproductoras o células sexuales que se unen durante la reproducción sexual para formar una nueva célula llamada cigoto. Los gametos masculinos se denominan espermatozoides y los gametos femeninos son óvulos. Los espermatozoides son móviles y tienen una proyección larga en forma de cola llamada flagelo. Los óvulos son inmóviles y relativamente grandes en comparación con el gameto masculino.

En las plantas con semillas, el polen es un gametofito productor de esperma masculino y las células sexuales femeninas están contenidas dentro de los óvulos de las plantas. En los animales, los gametos se producen en las gónadas masculinas y femeninas, el sitio de producción de hormonas. Lea para obtener más información sobre cómo los gametos se dividen y se reproducen.


Ciclo de vida diploide dominante

Casi todos los animales emplean una estrategia de ciclo de vida diploide dominante en la que las únicas células haploides producidas por el organismo son los gametos. Temprano en el desarrollo del embrión, células diploides especializadas, llamadas células germinales , se producen dentro de las gónadas, como los testículos y los ovarios. Las células germinales son capaces de mitosis para perpetuar la línea celular y la meiosis para producir gametos. Una vez que se forman los gametos haploides, pierden la capacidad de dividirse nuevamente. No existe una etapa de vida multicelular haploide. La fertilización ocurre con la fusión de dos gametos, generalmente de diferentes individuos, restaurando el estado diploide (Figura 1).

Figura 1. En los animales, los adultos que se reproducen sexualmente forman gametos haploides a partir de células germinales diploides. La fusión de los gametos da lugar a un óvulo fertilizado o cigoto. El cigoto se someterá a múltiples rondas de mitosis para producir una descendencia multicelular. Las células germinales se generan temprano en el desarrollo del cigoto.


Meiosis II

En la meiosis II, las cromátidas hermanas conectadas que quedan en las células haploides de la meiosis I se dividirán para formar cuatro células haploides. En algunas especies, las células entran en una breve interfase, o interquinesis, que carece de una fase S, antes de entrar en la meiosis II. Los cromosomas no se duplican durante la interquinesis. Las dos células producidas en la meiosis atraviesan los eventos de la meiosis II en sincronía. En general, la meiosis II se asemeja a la división mitótica de una célula haploide.

En la profase II, si los cromosomas se descondensan en la telofase I, se vuelven a condensar. Si se formaron envolturas nucleares, se fragmentan en vesículas. Los centrosomas duplicados durante la interquinesis se alejan unos de otros hacia polos opuestos y se forman nuevos husos. En la prometafase II, las envolturas nucleares se rompen por completo y el huso está completamente formado. Cada cromátida hermana forma un cinetocoro individual que se adhiere a los microtúbulos de los polos opuestos. En la metafase II, las cromátidas hermanas se condensan al máximo y se alinean en el centro de la célula. En la anafase II, las cromátidas hermanas son separadas por las fibras del huso y se mueven hacia los polos opuestos.

Figura 7.2.3: En la prometafase I, los microtúbulos se unen a los cinetocoros fusionados de los cromosomas homólogos. En la anafase I, los cromosomas homólogos se separan. En la prometafase II, los microtúbulos se unen a cinetocoros individuales de cromátidas hermanas. En la anafase II, las cromátidas hermanas se separan.

En la telofase II, los cromosomas llegan a los polos opuestos y comienzan a descondensarse. Se forman envolturas nucleares alrededor de los cromosomas. La citocinesis separa las dos células en cuatro células haploides genéticamente únicas. En este punto, los núcleos de las células recién producidas son haploides y solo tienen una copia del conjunto único de cromosomas. Las células producidas son genéticamente únicas debido a la variedad aleatoria de homólogos paternos y maternos y debido a la recombinación de segmentos de cromosomas maternos y paternos y mdash con sus conjuntos de genes y mdash que ocurre durante el cruzamiento.


Ciclos de vida de los organismos que se reproducen sexualmente

La fertilización y la meiosis se alternan en los ciclos de vida sexual. Lo que sucede entre estos dos eventos depende del organismo. El proceso de meiosis reduce a la mitad el número de cromosomas del gameto resultante. La fertilización, la unión de dos gametos haploides, restaura la condición diploide. Hay tres categorías principales de ciclos de vida en los organismos multicelulares: diploide dominante, en el que la etapa multicelular diploide es la etapa de vida más obvia (y no hay una etapa multicelular haploide), como ocurre con la mayoría de los animales, incluidos los humanos, haploide dominante, en el que la etapa multicelular haploide es la etapa de vida más obvia (y no hay etapa multicelular diploide), como con todos los hongos y algunas algas y alternancia de generaciones, en la que las dos etapas, haploide y diploide, son aparentes en un grado u otro dependiendo en el grupo, como con plantas y algunas algas.

Casi todo los animales emplean una estrategia de ciclo de vida diploide dominante en el que las únicas células haploides producidas por el organismo son los gametos. Los gametos se producen a partir de células germinales diploides, una línea celular especial que solo produce gametos. Una vez que se forman los gametos haploides, pierden la capacidad de dividirse nuevamente. No existe una etapa de vida multicelular haploide. La fertilización ocurre con la fusión de dos gametos, generalmente de diferentes individuos, restaurando el estado diploide (Figura 7.2 a).

Figura 7.2 (a) En los animales, los adultos que se reproducen sexualmente forman gametos haploides a partir de células germinales diploides. (b) Los hongos, como el moho del pan negro (Rhizopus nigricans), tienen ciclos de vida dominantes de haploides. (c) Las plantas tienen un ciclo de vida que alterna entre un organismo multicelular haploide y un organismo multicelular diploide. (crédito c "helecho": modificación del trabajo de Cory Zanker crédito c "gametofito": modificación del trabajo de "Vlmastra" / Wikimedia Commons)

Si se produce una mutación de modo que un hongo ya no puede producir un tipo de apareamiento negativo, ¿podrá seguir reproduciéndose?

La mayoría de los hongos y algas emplean una estrategia de ciclo de vida en la que el "cuerpo" multicelular del organismo es haploide. Durante la reproducción sexual, las células haploides especializadas de dos individuos se unen para formar un cigoto diploide. El cigoto se somete inmediatamente a la meiosis para formar cuatro células haploides llamadas esporas (Figura 7.2 B).

El tercer tipo de ciclo de vida, empleado por algunas algas y todas las plantas, se llama alternancia de generaciones. Estas especies tienen organismos multicelulares haploides y diploides como parte de su ciclo de vida. Las plantas multicelulares haploides se llaman gametofitos porque producen gametos. La meiosis no está involucrada en la producción de gametos en este caso, ya que el organismo que produce los gametos ya es haploide. La fertilización entre los gametos forma un cigoto diploide. El cigoto sufrirá muchas rondas de mitosis y dará lugar a una planta multicelular diploide llamada esporofito. Las células especializadas del esporofito sufrirán meiosis y producirán esporas haploides. Las esporas se convertirán en gametofitos (Figura 7. 2 C).


Contenido

Los animales producen gametos directamente a través de la meiosis a partir de células madre diploides en órganos llamados gónadas (testículos en los machos y ovarios en las hembras). Los machos y hembras de una especie que se reproduce sexualmente tienen diferentes formas de gametogénesis:

Etapas Editar

Sin embargo, antes de convertirse en gametogonia, el desarrollo embrionario de los gametos es el mismo en machos y hembras.

Ruta común Editar

Las gametogonias generalmente se consideran la etapa inicial de la gametogénesis. Sin embargo, las gametogonias son en sí mismas sucesoras de las células germinales primordiales (PGC) del endodermo dorsal del saco vitelino que migran a lo largo del intestino posterior hasta la cresta gonadal. Se multiplican por mitosis y, una vez que alcanzan la cresta gonadal en la etapa embrionaria tardía, se denominan gametogonias. Una vez que las células germinales se han convertido en gametogonias, ya no son las mismas entre machos y hembras.

Ruta individual Editar

A partir de la gametogonia, los gametos masculinos y femeninos se desarrollan de manera diferente: los machos por espermatogénesis y las hembras por ovogénesis. Sin embargo, por convención, el siguiente patrón es común para ambos:

Tipo de célula ploidía / cromosomas en humanos Número de copias de ADN / cromátidas en humanos [Nota 1] Proceso
gametogonio diploide (2N) / 46 2C antes de la replicación, 4C después
46 antes, 46 × 2 después
gametocitogénesis (mitosis)
gametocito primario diploide (2N) / 46 2C antes de la replicación, 4C después
46 antes, 46 × 2 después
gametidogénesis (meiosis I)
gametocito secundario haploide (N) / 23 2C / 46 gametidogénesis (meiosis II)
gametid haploide (N) / 23 C / 23
gameto haploide (N) / 23 C / 23

Gametogénesis in vitro Editar

La gametogénesis in vitro (IVG) es la técnica de desarrollar gametos generados in vitro, es decir, "la generación de óvulos y espermatozoides a partir de células madre pluripotentes en una placa de cultivo". [1] Esta técnica es actualmente factible en ratones y probablemente tendrá éxito en el futuro en humanos y primates no humanos. [1]

Los hongos, las algas y las plantas primitivas forman estructuras haploides especializadas llamadas gametangia, donde los gametos se producen a través de la mitosis. En algunos hongos, como el Zygomycota, los gametangios son células individuales, situadas en los extremos de las hifas, que actúan como gametos fusionándose en un cigoto. Más típicamente, los gametangios son estructuras multicelulares que se diferencian en órganos masculinos y femeninos:

En las angiospermas, los gametos masculinos (siempre dos) se producen dentro del tubo polínico (en el 70% de las especies) o dentro del grano de polen (en el 30% de las especies) mediante la división de una célula generativa en dos núcleos espermáticos. Dependiendo de la especie, esto puede ocurrir mientras el polen se forma en la antera (polen tricelular) o después de la polinización y crecimiento del tubo polínico (polen bicelular en la antera y en el estigma). El gameto femenino se produce dentro del saco embrionario del óvulo.

La meiosis es una característica central de la gametogénesis, pero la función adaptativa de la meiosis es actualmente un tema de debate. Un evento clave durante la meiosis es el apareamiento de cromosomas homólogos y la recombinación (intercambio de información genética) entre cromosomas homólogos. Este proceso promueve la producción de una mayor diversidad genética entre la progenie y la reparación recombinacional del daño en el ADN que se transmite a la progenie. Para explicar la función adaptativa de la meiosis (así como de la gametogénesis y el ciclo sexual), algunos autores enfatizan la diversidad, [2] y otros enfatizan la reparación del ADN. [3]


Ciclo de vida diploide dominante

Casi todos los animales emplean una estrategia de ciclo de vida diploide dominante en la que las únicas células haploides producidas por el organismo son los gametos. Al principio del desarrollo del embrión, se producen células diploides especializadas, llamadas células germinales, dentro de las gónadas, como los testículos y los ovarios. Las células germinales son capaces de mitosis para perpetuar la línea celular y la meiosis para producir gametos. Una vez que se forman los gametos haploides, pierden la capacidad de dividirse nuevamente. No existe una etapa de vida multicelular haploide. La fertilización ocurre con la fusión de dos gametos, generalmente de diferentes individuos, restaurando el estado diploide ([Figura 1]).

Figura 1: En los animales, los adultos que se reproducen sexualmente forman gametos haploides a partir de células germinales diploides. La fusión de los gametos da lugar a un óvulo fertilizado o cigoto. El cigoto se someterá a múltiples rondas de mitosis para producir una descendencia multicelular. Las células germinales se generan temprano en el desarrollo del cigoto.


Gametogénesis (espermatogénesis y ovogénesis)

La gametogénesis, la producción de espermatozoides y óvulos, incluye el proceso de meiosis para producir células haploides y el crecimiento y maduración de estas células en ovocitos y espermatozoides. La producción de esperma se llama espermatogénesis y la producción de huevos se llama ovogénesis.

Espermatogénesis

Figura 3. Durante la espermatogénesis, cuatro espermatozoides resultan de cada espermatocito primario.

Espermatogénesis, ilustrada en figura 3, ocurre en la pared de los túbulos seminíferos, con células madre en la periferia del tubo y los espermatozoides en la luz del tubo. Inmediatamente debajo de la cápsula del túbulo hay células diploides indiferenciadas. Estas células madre, llamadas espermatogonias (singular: spermatagonium), atraviesan la mitosis con una descendencia que se diferencia en un espermatozoide y la otra da lugar a la siguiente generación de espermatozoides.

La meiosis comienza con una célula llamada espermatocito primario. Al final de la primera división meiótica, se produce una célula haploide llamada espermatocito secundario. Esta célula es haploide y debe pasar por otra división celular meiótica. La célula producida al final de la meiosis se llama espermátide y cuando alcanza la luz del túbulo y crece un flagelo, se llama espermatozoide. Cuatro espermatozoides resultan de cada espermatocito primario que pasa por la meiosis.

Las células madre se depositan durante la gestación y están presentes desde el nacimiento hasta el comienzo de la adolescencia, pero en un estado inactivo. Durante la adolescencia, las hormonas gonadotrópicas de la pituitaria anterior provocan la activación de estas células y la producción de espermatozoides viables. Esto continúa hasta la vejez.

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Ovogénesis

Ovogénesis, ilustrada en Figura 4, ocurre en las capas más externas de los ovarios. Al igual que con la producción de espermatozoides, la ovogénesis comienza con una célula germinal, llamada oogonium (plural: oogonia), pero esta célula sufre mitosis para aumentar en número, lo que eventualmente da como resultado hasta alrededor de uno a dos millones de células en el embrión.

Figura 4 El proceso de ovogénesis ocurre en la capa más externa del ovario.

La meiosis que inicia la célula se llama ovocito primario, como se muestra en Figura 4. Esta célula iniciará la meiosis I y se detendrá en su progreso muy temprano, en una etapa llamada la primera etapa de profase. En el momento del nacimiento, todos los ovocitos futuros se encuentran en la etapa de profase y no se producen ovocitos o precursores adicionales después del nacimiento. En la adolescencia, las hormonas de la hipófisis anterior provocan el desarrollo de varios folículos en un ovario. Esto da como resultado la meiosis final del ovocito primario I. La célula se divide de manera desigual, con la mayor parte del material celular y los orgánulos yendo a una célula, llamada ovocito secundario, y solo un conjunto de cromosomas y una pequeña cantidad de citoplasma yendo a la otra célula. . Esta segunda célula se llama cuerpo polar y generalmente muere. Se produce una parada meiótica secundaria, aproximadamente a la mitad de la meiosis II en una etapa llamada etapa de metafase II. En la ovulación, este ovocito secundario se liberará y viajará hacia el útero a través del oviducto. Si se fertiliza el ovocito secundario, la célula continúa a través de la meiosis II, produciendo un segundo cuerpo polar y un óvulo fertilizado que contiene los 46 cromosomas de un ser humano, la mitad de ellos provenientes del esperma. Sin embargo, si el ovocito no se fertiliza, no completa la meiosis II.

La producción de ovocitos comienza antes del nacimiento, se detiene durante la meiosis hasta la pubertad y luego las células individuales continúan en cada ciclo menstrual. Se produce un ovocito de cada proceso meiótico, y los cromosomas y cromátidas adicionales van a los cuerpos polares que degeneran y son reabsorbidos por el cuerpo.


Espermatogénesis

Los machos pueden producir espermatozoides cuando alcanzan la pubertad entre los 10 y los 16 años de edad. Aproximadamente 200 millones de espermatozoides producen en un día. Estos espermatozoides ocurren en los túbulos seminíferos de los testículos del hombre. En este caso, los túbulos seminíferos están separados por la barrera hemato-testicular de la circulación sistemática.

La espermatogénesis es un proceso para producir espermatozoides que ocurre en las gónadas o testículos masculinos. Los testículos humanos constan de muchos túbulos seminíferos que están revestidos por las células del epitelio germinal.

Este epitelio germinal juega un papel importante en la producción de espermatozoides a través del proceso de espermatogénesis. La célula germinal también contiene algunas células somáticas, conocidas como células de sertoli, que tienen un papel en la nutrición de los espermatozoides en desarrollo o los espermatozoides.

Imagen que muestra el proceso de espermatogénesis: Crédito de la imagen-wikimedia commons

La espermatogénesis es un proceso continuo y se puede describir en cuatro títulos diferentes:


Ver el vídeo: Células HAPLOIDES, DIPLOIDES y POLIPLOIDES Distinto número de dotaciones cromosómicas (Mayo 2022).


Comentarios:

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