5. Reproducció humana i meiosi

CONTINGUTS DE LA PÀGINA

1. La reproducció humana

2. Meiosi

2.1 Les fases de la meiosi

3. Fabricant les cèl·lules sexuals: gametogènesi

4. Cicle sexual femení

1. La reproducció humana

Els humans tenim reproducció sexual.

La reproducció sexual és aquella en la qual intervenen cèl·lules especialitzades, anomenades cèl·lules sexuals o gàmetes. En els mamífers, els gàmetes provenen de dos progenitors diferents, masculí i femení, i es denominen respectivament espermatozoide i òvul.

L’espermatozoide i l’òvul es fusionen, en el procés de fecundació, donant origen a la cèl·lula ou o zigot, la primera cèl·lula de l’organisme fill.

La reproducció sexual requereix, en general, dos progenitors i sempre involucra dos fets: la fecundació i la meiosi.

La fecundació és el procés pel qual les dotacions genètiques d’ambdós progenitors es reuneixen i formen una nova identitat genètica, la de la progènie.

La meiosi és un tipus especial de divisió nuclear en què es redistribueixen els cromosomes i es produeixen cèl·lules que tenen un nombre haploide de cromosomes (n).

La fecundació restableix el nombre diploide (2n). En organismes amb reproducció sexual, l’haploïdia i la diploïdia se succeeixen al llarg dels cicles de vida.

El descendent reuneix la informació genètica provinent dels dos gàmetes; la meitat de la seva informació genètica és heretada de l’espermatozoide i l’altra meitat de l’òvul.

Com sabem, en els organismes que es reprodueixen sexualment ocorre la fecundació i el zigot resultant rep dos conjunts de cromosomes, un provinent del pare i l’altre de la mare, pel que presenta un cariotip 2n (diploide), el que és possible gràcies al fet que els gàmetes contenen en el seu nucli només la meitat de la dotació genètica.

Per exemple, en l’espècie humana, dels 46 cromosomes homòlegs, els gàmetes contenen només un cromosoma de cada parell, és a dir 23 cromosomes, i per això tenen un cariotip n (haploide).

D’aquesta manera, de la unió de dos gàmetes haploides s’origina una cèl·lula diploide amb cariotip 2n i, abans de passar a la generació sexual següent, en un moment del cicle biològic dels organismes es realitza una reducció a la meitat del nombre de cromosomes dels gàmetes durant una meiosi. Això passa en el procés anomenat gametogènesi.

2. La meiosi

El procés generador de cèl·lules amb la meitat de cromosomes s’anomena meiosi, terme que deriva de “meios”, que significa «menys».

La meiosi es pot definir com el pas d’una cèl·lula diploide (2n) a quatre cèl·lules haploides (n) mitjançant una sola duplicació de l’ADN i dues divisions successives, cadascuna amb 4 fases que porten el mateix nom que en el cas de la mitosi.

Així per exemple, en el cas d’una cèl·lula diploide (2n), en la primera divisió s’obtenen dues cèl·lules haploides, i en la segona, quatre cèl·lules haploides (n).

Les cèl·lules haploides produïdes per meiosi contenen un complex únic de cromosomes, a causa de l’entrecreuament i la segregació a l’atzar dels cromosomes. D’aquesta manera, la meiosi és una font de variabilitat en la descendència.

La meiosi només ocorre en cèl·lules diploides o poliploides. Ocorre en diferents moments del cicle vital, segons en quina espècie es produeixi.

En els animals i en altres pocs organismes, la meiosi precedeix de manera immediata a la formació de gàmetes. Les cèl·lules somàtiques d’un organisme individual es multipliquen per mitosi i són diploides; les úniques cèl·lules haploides són els gàmetes. Aquests es formen quan algunes cèl·lules de la línia germinal experimenten la meiosi.

No obstant això, encara que la meiosi es realitza en algun punt dels cicles vitals sexuals, no sempre precedeix directament a la formació de gàmetes.

Molts eucariotes senzills (fins i tot alguns fongs i algues) romanen haploides (les seves cèl·lules es divideixen per mitosi) la major part de la seva vida, i els individus poden ser unicel·lulars o pluricel·lulars. En ells, dos gàmetes haploides (produïts per mitosi) es fusionen per formar un zigot diploide, que experimenta la meiosi per tornar a l’estat haploide.

Els cicles vitals més complexos es troben en vegetals i en algunes algues. Aquests cicles vitals, que es caracteritzen per alternança de generacions, existeix una generació diploide que genera espores per meiosi. Les espores n es divideixen per mitosi i donen lloc a un organisme haploide que forma gàmetes n per mitosi. La fusió dels gàmetes donarà lloc a l’organisme diploide de nou.

Si vols més informació sobre els cicles vitals, llegeix l’article “l’alternança de generacions en vegetals

Els errors en la meiosi són els principals responsables de moltes anomalies cromosòmiques.

Importància biològica de la meiosi

La meiosi és un procés de divisió cel·lular que té dues funcions biològiques clau:

• Reduir a la meitat el material genètic dels gàmetes per a mantenir el nombre de cromosomes de les espècies invariable en totes les generacions de descendents.

• Augmentar la variabilitat de la descendència perquè s’intercanvien fragments de DNA entre cromosomes homòlegs (un dels quals procedia del pare, i l’altre, de la mare) i perquè aquests cromosomes homòlegs se separen a l’atzar durant la metafase I.

2.1 Les fases de la meiosi

La meiosi és un tipus de divisió cel·lular que es duu a terme en dues divisions nuclears i citoplasmàtiques, anomenades primera i segona divisió meiòtica o simplement meiosi I i meiosi II. Les dues comprenen profase, metafase, anafase i telofase.

Abans d’iniciar-se la primera divisió meiòtica, igual que passa a la mitosi, hi ha un període d’interfase, amb una fase S en què es duplica l’ADN. En canvi, en la interfase prèvia a la segona divisió meiòtica no hi ha duplicació de l’ADN. Així doncs hi ha una sola duplicació de l’ADN i dues divisions:

  • Primera divisió meiòtica (meiosi I). És una divisió reduccional, ja que les cèl·lules filles tenen la meitat dels cromosomes que la cèl·lula mare.
  • Segona divisió meiòtica (meiosi II). És una divisió equacional, ja que les cèl·lules filles tenen el mateix nombre de cromosomes que la cèl·lula mare, és semblant a una divisió mitòtica.

Apunts amb les fases de la meiosi.

I aquí sota, el mateix, però en format presentació:

 

3. Fabricant les cèl·lules sexuals: gametogènesi

La producció de gàmetes masculins o espermatozoides és un procés anomenat espermatogènesi o gametogènesi masculina, que s’inicia a la pubertat i que es perllonga
durant tota la vida, sotmès al control hormonal de la hipòfisi (glàndula endocrina situada a l’encèfal) i dels testicles.

Apunts l’espermatogènesi

També disposeu dels apunts en format diapositives: