Gameto

Un gameto ( / ˈ ɡ æ m iː t / GAM -eet ^{[ a ]} ​​), célula reproductiva o célula sexual , es una célula haploide que se fusiona con otra célula haploide durante la fecundación en organismos que se reproducen sexualmente . ^{[ 1 ] [ 2 ]} El nombre gameto fue introducido por el citólogo alemán Eduard Strasburger en 1878. ^{[ 3 ]}

El tipo de gameto que produce un organismo determina su sexo ^{[ 4 ]} y establece la base de los roles sexuales y la selección sexual . ^{[ 5 ]} Los gametos femeninos se llaman óvulos o células huevo, y los gametos masculinos se llaman espermatozoides . ^{[ 2 ]} En la mayoría de las especies, los gametos son de diferentes tamaños, una condición conocida como anisogamia o heterogamia que se aplica a los humanos y otros mamíferos. Por ejemplo, el óvulo humano tiene aproximadamente 100.000 veces el volumen de una sola célula espermática humana. Las células espermáticas son móviles debido a la presencia de una estructura en forma de cola, el flagelo , que proporciona propulsión. En contraste, cada célula huevo u óvulo es comparativamente grande y no móvil. ^{[ 2 ]} Los gametos de ambos individuos que se aparean también pueden ser del mismo tamaño y forma, una condición conocida como isogamia .

La ovogénesis , proceso de formación de gametos femeninos en animales, implica la meiosis (incluida la recombinación meiótica ) de un ovocito primario diploide para producir un óvulo haploide . La espermatogénesis , proceso de formación de gametos masculinos en animales, implica la meiosis en un espermatocito primario diploide para producir espermatozoides haploides . En los animales, los óvulos se producen en los ovarios de las hembras y los espermatozoides se desarrollan en los testículos de los machos. Durante la fecundación, un espermatozoide y un óvulo, cada uno portador de la mitad de la información genética de un individuo, se unen para formar un cigoto que se desarrolla en un nuevo organismo diploide . ^{[ 2 ]}

Generalmente se acepta que la isogamia es el estado ancestral del cual evolucionaron la anisogamia y la oogamia , aunque su evolución no ha dejado registros fósiles. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} Casi invariablemente solo hay dos tipos de gametos, y todos los análisis muestran que los gametos de tamaño intermedio se eliminan debido a la selección. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Dado que los gametos de tamaño intermedio no tienen las mismas ventajas que los pequeños o los grandes, ^{[ 11 ]} tienen peor desempeño que los pequeños en movilidad y cantidad, y peor que los grandes en suministro. ^{[ 12 ]}

A diferencia de un gameto, que posee un solo conjunto de cromosomas, una célula somática diploide tiene dos conjuntos de cromosomas homólogos : uno es una copia del conjunto cromosómico del espermatozoide y el otro, una copia del conjunto cromosómico del óvulo. La recombinación genética durante la meiosis garantiza que los cromosomas de los gametos no sean réplicas exactas de ninguno de los conjuntos cromosómicos presentes en los cromosomas diploides parentales, sino una mezcla de ambos. ^{[ 13 ]}

Los gametos artificiales, también conocidos como gametos derivados in vitro (IVD), gametos derivados de células madre (SCDG) y gametos generados in vitro (IVG), son gametos derivados de células madre . El uso de dichos gametos artificiales "necesariamente requeriría técnicas de FIV ". ^{[ 14 ]} La investigación muestra que los gametos artificiales pueden ser una técnica reproductiva para parejas masculinas del mismo sexo, aunque aún se requeriría una madre sustituta para el período de gestación. ^{[ 14 ]} Las mujeres que han pasado la menopausia pueden ser capaces de producir óvulos y tener hijos genéticamente relacionados con gametos artificiales. ^{[ 14 ]} Robert Sparrow escribió, en el Journal of Medical Ethics , que los embriones derivados de gametos artificiales podrían usarse para obtener nuevos gametos y este proceso podría repetirse para crear múltiples generaciones humanas en el laboratorio. ^{[ 15 ]} Esta técnica podría usarse para crear líneas celulares para aplicaciones médicas y para estudiar la herencia de trastornos genéticos . ^{[ 15 ]} Además, esta técnica podría utilizarse para el mejoramiento humano mediante la selección genética para obtener un genoma deseado o mediante el uso de tecnología de ADN recombinante para crear mejoras que no han surgido en la naturaleza. ^{[ 15 ]}

Las plantas que se reproducen sexualmente también producen gametos. Sin embargo, dado que las plantas tienen un ciclo de vida que implica la alternancia de generaciones diploides y haploides, existen algunas diferencias con los ciclos de vida de los animales. Las plantas utilizan la meiosis para producir esporas que se desarrollan en gametofitos haploides multicelulares que producen gametos por mitosis. En los animales no existe una fase haploide multicelular correspondiente. Los espermatozoides de las plantas que se reproducen mediante esporas se forman por mitosis en un órgano del gametofito conocido como anteridio , y los óvulos por mitosis en un órgano con forma de matraz llamado arquegonio . ^{[ 16 ]} Los espermatozoides de las plantas son sus únicas células móviles, a menudo descritas como flageladas, pero más correctamente como ciliadas. ^{[ 17 ]}

Las briofitas tienen 2 flagelos, las colas de caballo tienen hasta 200 y los espermatozoides maduros de la cícada Zamia pumila tienen hasta 50 000 flagelos. ^{[ 18 ]} Las cícadas y el Ginkgo biloba son las únicas gimnospermas con espermatozoides móviles. ^{[ 17 ]}

En las plantas con flores , el gametofito femenino se produce dentro del óvulo , ubicado en el ovario de la flor. Al madurar, el gametofito haploide produce gametos femeninos listos para la fecundación. El gametofito masculino se produce dentro de un grano de polen en la antera y es inmóvil, pero puede ser dispersado por el viento, el agua o vectores animales. Cuando un grano de polen cae sobre un estigma maduro de una flor, germina y forma un tubo polínico que crece a través del estilo hasta el ovario de la flor y luego hasta el óvulo.

Posteriormente, el polen produce núcleos espermáticos inmóviles mediante mitosis, los cuales son transportados a través del tubo polínico hasta el óvulo, donde se liberan para la fecundación del óvulo.

• coenogameto