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Espermiogénesis

El proceso de espermatogénesis . 1. Espermatocito primario 2. Espermatocitos secundarios 3. Espermátidas 4. Espermatozoide La espermiogénesis es la etapa final de la espermatogé...

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El proceso de espermatogénesis . 1. Espermatocito primario 2. Espermatocitos secundarios 3. Espermátidas 4. Espermatozoide

La espermiogénesis es la etapa final de la espermatogénesis , durante la cual las espermátidas se desarrollan hasta convertirse en espermatozoides maduros . Al comienzo de esta etapa, la espermátida es una célula más o menos circular que contiene un núcleo , aparato de Golgi , centriolo y mitocondrias ; al final del proceso, se ha transformado radicalmente en un espermatozoide alargado, completo con cabeza, pieza intermedia y cola.

Fases

Diagrama completo de un espermatozoide humano
Esquema de las estructuras subcelulares en la formación de una espermátida murina, que muestra la formación del cuerpo residual y la capa acrosómica.

El proceso de espermiogénesis se divide tradicionalmente en cuatro etapas: la fase de Golgi, la fase de casquete, la formación de la cola y la etapa de maduración. [ 1 ]

fase de Golgi

Las espermátidas , que hasta ahora presentaban principalmente simetría radial , comienzan a desarrollar polaridad. La cabeza se forma en un extremo, donde el aparato de Golgi sintetiza las enzimas que darán lugar al acrosoma . En el otro extremo, se desarrolla una pieza intermedia engrosada, donde se agrupan las mitocondrias y el centriolo distal comienza a formar un axonema .

El ADN de las espermátidas también se empaqueta, condensándose en gran medida. Primero, el ADN se empaqueta con proteínas nucleares básicas específicas, que posteriormente se reemplazan por protaminas durante la elongación de las espermátidas. La cromatina resultante, compactada, es transcripcionalmente inactiva.

Fase de casquete/acrosoma

El aparato de Golgi rodea el núcleo condensado, convirtiéndose en la cápsula acrosómica .

Observe cómo las colas de los espermatozoides apuntan hacia adentro. Esta orientación se produce durante la fase acrosomal.

Formación de la cola

Uno de los centriolos de la célula se alarga para convertirse en la cola del espermatozoide. Una estructura temporal llamada "manchette" ayuda en este alargamiento.

Durante esta fase, los espermatozoides en desarrollo se orientan de manera que sus colas apunten hacia el centro de la luz, alejándose del epitelio.

Fase de maduración

El exceso de citoplasma , conocido como cuerpo residual de Regaud , [ 2 ] es fagocitado por las células de Sertoli circundantes en los testículos .

espermiación

Los espermatozoides maduros se liberan de las células protectoras de Sertoli hacia la luz del túbulo seminífero y luego tiene lugar un proceso llamado espermiación , que elimina el citoplasma y los orgánulos innecesarios restantes . [ 3 ]

Los espermatozoides resultantes ahora están maduros pero carecen de motilidad, lo que los hace estériles. Los espermatozoides inmóviles son transportados al epidídimo en el líquido testicular secretado por las células de Sertoli, con la ayuda de la contracción peristáltica .

En el epidídimo, adquieren motilidad. Sin embargo, el transporte de los espermatozoides maduros a través del resto del sistema reproductor masculino se realiza mediante la contracción muscular, en lugar de por su motilidad. Una capa de glicoproteína sobre el acrosoma impide que el espermatozoide fecunde el óvulo antes de viajar a través de los tractos reproductores masculino y femenino. La capacitación del espermatozoide por las enzimas FPP (péptido promotor de la fecundación, producido en la próstata) y heparina (en el tracto reproductor femenino) elimina esta capa y permite que el espermatozoide se una al óvulo. [ 4 ]

Integridad del genoma

Durante la espermiogénesis, las etapas haploides postmeióticas de la gametogénesis en los machos, se presentan varios desafíos fundamentales. [ 5 ]

  1. Tras completarse las dos divisiones meióticas , las cromátidas se vuelven vulnerables a los daños de doble cadena del ADN , ya que la reparación precisa de dichos daños normalmente requiere la disponibilidad de una cromátida hermana o un cromosoma homólogo , pero estos ahora no están disponibles durante largos períodos, es decir, días o semanas. [ 5 ]
  2. El genoma del espermatozoide no puede someterse a transcripción durante la espermiogénesis, lo que impide su capacidad para responder a nuevos desafíos, como el daño al ADN. [ 5 ]
  3. Asociada al empaquetamiento adecuado del genoma para crear células germinales maduras, se produce una transición de la unión de proteínas histonas a la unión de proteínas protaminas , y esta transición está asociada con la producción de roturas de doble cadena de ADN. [ 5 ]

Aún no se comprende bien cómo se superan estos desafíos.

Referencias

  1. ↑ ANAT D502 – Histología básica
  2. ↑ "Cuerpo residual de Regaud" .
  3. ↑ O'Donnell, Liza; Nicholls, Peter K.; O'Bryan, Moira K.; McLachlan, Robert I.; Stanton, Peter G. (2011). " Espermiación" . Espermatogénesis . 1 (1): 14– 35. doi : 10.4161/spmg.1.1.14525 . PMC 3158646. PMID 21866274 .  
  4. ↑ Fraser, LR (septiembre de 1998). "Péptido promotor de la fertilización: ¿un regulador importante de la función espermática in vivo?" . Reviews of Reproduction . 3 (3): 151– 154. doi : 10.1530/ror.0.0030151 . ISSN 1359-6004 . PMID 9829549 .  
  5. 1 2 3 4 Kitaoka M, Yamashita YM (diciembre de 2024). "Running the gauntlet: desafíos a la integridad del genoma en la espermiogénesis" . Nucleus . 15 ( 1) 2339220. doi : 10.1080/19491034.2024.2339220 . PMC 11005813. PMID 38594652 .  
  • Embriología suiza (de UL , UB y UF ) cgametogen/spermato05
  • Imágenes y vídeo de la espermiogénesis - Universidad de Arizona
  • Información general en yale.edu