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Células germinales contra gametos

Células germinales contra gametos


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Ingenuamente, pensé que las células germinales son diploides (en especies diploides como humano / ratón al menos). Luego, las células germinales se someten a meiosis y se vuelven haploides. Pensé que este era el cambio crítico que definió a estas células derivadas como gametos (espermatozoide / óvulo) en lugar de células germinales. Sin embargo, leí que mientras que las células germinales de mamíferos XX sufren meiosis durante el desarrollo embrionario, las células germinales XY no pasan por la meiosis hasta mucho después del nacimiento (pubertad). Esto significaría que los gametos femeninos surgen más de una década antes que los masculinos en los humanos. ¿Existe una definición aceptada de cuándo las células germinales se diferencian en gametos y la terminología?


Tu observación es correcta.

  1. En las hembras (que tienen XX células germinales de mamíferos), la ovogénesis comienza con el proceso de desarrollo de los ovocitos primarios, que se produce mediante la transformación de las ovogonias en ovocitos primarios, un proceso llamado ovocitogénesis. La ovocitogénesis es completa antes o poco después del nacimiento.(1)

  2. Las "células germinales" se denominan ovogonias. Óvulo es no un producto directo de la meiosis I, el ovocito forma un ovocito primario en la meiosis I, que sufre meiosis II después de la fertilización para dar un óvulo.

El ootid es el óvulo inmaduro formado poco después de la fertilización, pero antes de la maduración completa en un óvulo. Por lo tanto, el tiempo que pasa como ootid se mide en minutos ... (2)

(En la ovogénesis, el oótido realmente no tiene ningún significado en sí mismo, ya que es muy similar al óvulo. Madura y se convierte en óvulo).

Este diagrama lo resume muy bien:

Ovogénesis en células eucariotas. (A) oogonio donde ocurre la división mitótica (B) diferenciación y comienza la meiosis I (C) ovocito primario (D) se completa la meiosis I y comienza la meiosis II (E) ovocito secundario (F) primer cuerpo polar ( G) la ovulación debe ocurrir y la presencia de la penetración del esperma (fecundación) induce la meiosis II hasta la finalización (H) el óvulo (I) el segundo cuerpo polar… (3)

  1. Se cree comúnmente que, cuando se completa la ovocitogénesis, no se crean ovocitos primarios adicionales, en contraste con el proceso masculino de espermatogénesis, donde los gametocitos se crean continuamente.

  1. En los hombres, nuevamente, como usted dice, la espermatogénesis es el proceso por el cual los espermatozoides haploides se desarrollan a partir de células germinales en los túbulos seminíferos de los testículos. Las células germinales aquí son las espermatogonias. Pero aquí, el inicio de la espermatogénesis ocurre en pubertad. Entonces, los machos comienzan a producir espermatozoides cuando alcanzan la pubertad, que suele ser entre los 10 y los 16 años. (4)

(El proceso es casi similar a la ovogénesis, le recomendaría que comience con la página de wikipedia si desea comprender esto en detalle).

Puntos para quitar:

  • La primera célula haploide formada a partir de una célula germinal diploide no es un óvulo / espermatogonia.

  • El óvulo se forma después de la fertilización, mientras que los espermatozoides se forman en la pubertad.

  • La ovogénesis comienza después del nacimiento, mientras que la espermatogénesis comienza en la pubertad.

1- https://en.wikipedia.org/wiki/Oogenesis

2- https://en.wikipedia.org/wiki/Immature_ovum#Ootid

3-https: //upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Oogenesis.svg

4- https://en.wikipedia.org/wiki/Spermatogenesis


Célula germinal

A Célula germinal es cualquier célula biológica que da lugar a los gametos de un organismo que se reproduce sexualmente. En muchos animales, las células germinales se originan en la línea primitiva y migran a través del intestino de un embrión a las gónadas en desarrollo. Allí, se someten a meiosis, seguida de diferenciación celular en gametos maduros, ya sea óvulos o espermatozoides. A diferencia de los animales, las plantas no tienen células germinales designadas en el desarrollo temprano. En cambio, las células germinales pueden surgir de células somáticas en el adulto, como el meristemo floral de las plantas con flores. [1] [2] [3]


Diferencia entre células germinales y células somáticas

Las células, como todos sabemos, son las unidades primarias de la vida en los seres humanos y en otros seres vivos. Como todos sabemos, las células fueron descubiertas por el Sr. Hooke en los años 1600 & # 8217. A partir de entonces, se supo que era la unidad funcional o primaria o más pequeña de la vida. También se les llama los componentes básicos de la vida.

Hay dos tipos principales de células. Estas son las células eucariotas y procariotas. Las células eucariotas se encuentran en organismos vivos multinivel o multicelulares, mientras que las células procariotas se encuentran generalmente en microorganismos como bacterias y cianobacterias. También existen lo que usted llama células germinales y células somáticas. Abordemos las diferencias.

Las células germinales son células que pueden producir y reproducirse. Producen gametos en organismos vivos a través de la reproducción sexual. En la mayoría de los organismos vivos, como los animales, las células germinales provienen del intestino del embrión y luego se transfieren y viajan a las gónadas. Estos gametos no son producidos por el proceso de mitosis. Sin embargo, los gametos son producidos por el proceso de meiosis. Los gametos solo contienen un conjunto de cromosomas de las células hijas que emiten.

Una célula somática, por otro lado, no es una célula de gametos. También se encuentra en organismos multicelulares. Si las células germinales solo contienen un conjunto de cromosomas, una célula somática tiene un número diploide de cromosomas. "Somático" proviene de la palabra griega "soma" que significa "cuerpo". Si las células germinales provienen del intestino del embrión, las células somáticas se pueden encontrar en la sangre, el tejido conectivo, los huesos, la piel y los órganos internos. Si el proceso de las células germinales se produce mediante meiosis, las células somáticas se producen mediante el proceso de mitosis y citocinesis. Esto continúa reemplazando y generando células viejas y dañadas a través de este proceso de reproducción.

Las células germinales son vitales en el concepto de reproducción en organismos como los humanos, ya que este tipo de célula puede explicar cómo podemos evolucionar. Las células somáticas, por otro lado, pueden decirnos cómo podemos tener órganos, huesos, tejidos, ya que este tipo de células son responsables de este tipo de estructuras.

Las células germinales solo contienen un conjunto de cromosomas: una célula somática tiene un número diploide de cromosomas.
2.Las células germinales provienen del intestino del embrión y luego las células somáticas se pueden encontrar en la sangre, el tejido conectivo, los huesos, la piel y los órganos internos.
3. El proceso de las células germinales se produce a través de la meiosis. Las células somáticas se producen mediante el proceso de mitosis y citocinesis.


Células germinales primordiales: conocimientos y perspectivas actuales

La infertilidad es una condición que ocurre con mucha frecuencia y comprender qué define la fertilidad normal es crucial para ayudar a los pacientes. Las causas de la infertilidad son numerosas y el tratamiento a menudo no conduce al embarazo deseado, especialmente cuando hay una falta de gametos funcionales. En los seres humanos, la célula germinal primordial (PGC) es el tipo de célula madre indiferenciada primaria que se diferenciará hacia los gametos: espermatozoides u ovocitos. Con el desarrollo de protocolos de diferenciación y biología de células madre, las PGC pueden obtenerse a partir de células madre pluripotentes, lo que brinda una nueva posibilidad terapéutica para tratar parejas infértiles. Estudios recientes demostraron que podrían obtenerse crías de ratones viables a partir de células madre diferenciadas in vitro, lo que sugiere que la traducción de estos resultados al ser humano es más cercana. Por lo tanto, el objetivo de esta revisión es resumir el conocimiento actual sobre PGC indicando la perspectiva de su uso tanto en la investigación como en la aplicación médica para el tratamiento de la infertilidad.

Cifras

Horario y señales involucradas ...

Calendario y señales involucradas en la regulación de las células germinales primordiales (PGC) ...

Haciendo gametos a partir de un tallo pluripotente ...

Fabricación de gametos a partir de células madre pluripotentes (PSC). Células germinales primordiales (PGC), germen embrionario ...


Diferencia entre células germinales y células somáticas

La principal diferencia entre las células germinales y las células somáticas es que las células germinales crean las células reproductoras de un nuevo individuo en la mitad del número de cromosomas de una célula somática. Las células somáticas son un tipo regular de células de un organismo vivo que no son las células reproductoras (células germinales).

Células germinales frente a células somáticas

Las células germinales se refieren a una célula viva que da lugar a los gametos de un organismo, mientras que las células somáticas son cualquier célula biológica que se desarrolla en el cuerpo de un organismo, es decir, una célula madre indiferenciada o un gametocito en un organismo multicelular. Las células somáticas también se conocen como células vegetales. En muchos animales, las células germinales se inician en la línea primitiva y migran a las gónadas en desarrollo a través del intestino de un embrión. En los mamíferos, las células somáticas componen todos los órganos internos, huesos, piel, tejido conectivo y sangre. En los mamíferos, las células germinales dan lugar a óvulos y espermatozoides que se fusionan y producen una célula llamada cigoto durante la fertilización, que se diferencia en las células de un embrión. En las células germinales, cuando se produce una mutación, se transfiere a la siguiente generación por generación sexual. Aproximadamente 220 tipos de células somáticas en el cuerpo humano están presentes y nunca se transmiten a sus progenies, ya que no están involucradas en la reproducción sexual. Las células germinales son las únicas células que pueden sufrir meiosis y mitosis durante la reproducción sexual y producir gametos haploides. Las células somáticas solo se dividen por mitosis durante la reproducción asexual que forma los componentes básicos de todas las demás células del cuerpo de los animales.

Gráfica comparativa

Células germinalesCélulas somáticas
Una célula embrionaria con el potencial de convertirse en gameto.Todas las células de un cuerpo distintas de las células germinales.
Ploidía
Un juego de cromosomas.Dos juegos de cromosomas.
Diferenciación
No se puede diferenciar.Se puede diferenciar en varios tipos de células corporales.
Presencia
Presente solo en el sistema reproductivo.Presente en todas las partes del cuerpo.
Mutación
se ha transferido a la descendencia.No se lleva a la descendencia.
Reproducción
principalmente reproducción sexual.reproducción asexual.
Cifras
Muy pocos en números / cifras.Presente en la mayoría de las células corporales.
Ejemplos de
Espermatozoides y óvulos.Célula de los músculos, células del estómago, células nerviosas

¿Qué son las células germinales?

Las células germinales son una célula que da lugar a gametos y se refieren a un conjunto de cromosomas en las células hijas y pueden transferir información genética a las próximas generaciones, ya que son el vínculo entre generaciones, como a veces se dice que son inmortales. Las células germinales son las únicas células en las que se producen tanto la meiosis como la mitosis. La herencia de las células germinales se denomina línea germinal. La disposición de las células germinales comienza en el epiblasto durante la escisión en muchos animales y la gastrulación en mamíferos y aves. A veces se produce una mutación, por ejemplo, el tumor de células germinales es un cáncer poco común que puede afectar a personas de todas las edades, principalmente a los niños, y representa el 4% de todos los casos de cáncer. Las células germinales son células que pueden reproducirse y producir gametos a través de la reproducción sexual en organismos vivos. Las células germinales de un organismo vivo, como los animales, se transfieren y viajan a las gónadas desde el intestino del embrión. Las células germinales pueden explicar cómo podemos evolucionar y son vitales en la percepción de la reproducción en organismos como los humanos.

Ejemplos de

Los espermatozoides de los machos y los óvulos de las hembras.

¿Qué son las células somáticas?

La célula regular del cuerpo, además de los espermatozoides y los gametos, se llama células somáticas. Las células somáticas solo se dividen por mitosis y contienen todas las células distintas de las células germinales y forman los componentes básicos del cuerpo. Por lo general, las células somáticas se producen por mitosis en la reproducción asexual en humanos y son diploides, ya que dos conjuntos de cromosomas homólogos están presentes en el núcleo de un ser humano. Algunas especies pueden consistir en células somáticas poliploides o diploides. Las células somáticas poliploides están generalmente presentes en plantas. En los seres humanos, se producen continuas divisiones de células mitóticas en el organismo multicelular y la fusión de un espermatozoide forma el cigoto diploide. El cuerpo humano contiene más de tres billones de células somáticas. Estas células somáticas se distribuyen en cuatro tipos principales de tejidos del cuerpo conocidos como tejido conectivo, tejido epitelial, tejido nervioso y tejidos musculares. Los tejidos forman órganos y los órganos forman sistemas de órganos. Las mutaciones ocurren en las células somáticas, ya que no juegan ningún papel en la reproducción sexual, ya que no pueden contribuir a la evolución. La clonación se utiliza para producir los mismos clones genéticos de animales. En la célula somática, el núcleo se extrae de la célula y se inyecta en un óvulo de otro individuo de la misma especie. El material genético del animal se ha eliminado antes de la inyección de la célula somática en el núcleo. Las células somáticas pueden decirnos cómo podemos tener huesos, órganos y tejidos, ya que estos tipos de células son responsables de las estructuras del cuerpo.

Ejemplos de

Presente en huesos, piel, músculos y células nerviosas.

Diferencias clave

  1. Las células germinales se refieren a células embrionarias con el potencial de convertirse en gametos, mientras que las células somáticas son células del cuerpo distintas de las células germinales.
  2. Las células germinales contienen solo un conjunto de cromosomas, mientras que la célula somática tiene dos conjuntos de cromosomas.
  3. Las células germinales pasaron por el intestino del embrión y luego las células somáticas, ya que pueden estar presentes en los huesos, la sangre, la piel, el tejido conectivo y los órganos internos.
  4. Las células germinales se desarrollan a través de la meiosis. Por el contrario, las células somáticas se desarrollan a través del proceso de mitosis y meiosis.
  5. Las células germinales no pueden diferenciarse, pero las somáticas pueden diferenciarse.
  6. Las células germinales están presentes solo en el sistema reproductivo, por el contrario, las células somáticas están presentes en todas las partes del cuerpo.
  7. Células germinales Presente muy pocas, mientras que las células somáticas están presentes en la mayoría de las células corporales.
  8. Las células germinales llevaron la mutación a la siguiente generación, mientras que la mutación en las células somáticas no se puede transferir a la siguiente.
  9. Las células germinales están presentes en los espermatozoides y los óvulos, por otro lado, las células somáticas están presentes en los músculos, los tejidos óseos y las células nerviosas.

Conclusión

De la discusión anterior, se concluye que la célula germinal es una célula embrionaria con el potencial de convertirse en un gameto y las células somáticas son las células del cuerpo distintas de las células germinales y se dividen por mitosis. Ambas células contribuyen a la formación del organismo multicelular.

Janet White

Janet White es escritora y bloguera de Difference Wiki desde 2015. Tiene una maestría en periodismo científico y médico de la Universidad de Boston. Además del trabajo, le gusta hacer ejercicio, leer y pasar tiempo con sus amigos y familiares. Conéctese con ella en Twitter @Janet__White


Los gametos (espermatozoides y óvulos) son haploides y se producen por meiosis

La mayoría de las células eucariotas son diploide (2N), lo que indica que contienen dos juegos completos de cromosomas, uno de cada organismo y los padres. & # 8220Ploidía & # 8221 es el número de conjuntos completos de cromosomas que tiene una célula, y & # 8220di & # 8221 significa dos, entonces diploide = dos copias. Cuando los organismos diploides se reproducen sexualmente, producen una nueva descendencia mediante la fusión de dos haploide gametos (esperma y óvulos). Haploide (1N) las células tienen una sola copia de cada cromosoma. Cuando los dos gametos haploides se fusionan, fusionan su información genética, lo que da como resultado una descendencia diploide. Si los gametos no fueran haploides, la fusión de los gametos diploides daría como resultado una descendencia tetraploide (4N), que tendría el doble de cromosomas de los que se suponía que tenían y el doble de cromosomas que otros miembros de su propia especie.

Mitosis es un proceso especial de división celular que produce gametos haploides a partir de células diploides. Al igual que la mitosis, la meiosis comienza con una célula diploide que se ha sometido a la replicación del ADN. Pero a diferencia de la mitosis, la meiosis tiene dos divisiones secuenciales (meiosis I y meiosis II) y da como resultado 4 células haploides. En comparación, la mitosis tiene solo una división y da como resultado 2 células diploides. La meiosis es básicamente un mecanismo para reducir la ploidía y distribuir el ADN de manera equitativa en las células de los gametos.

La meiosis prepara el escenario para cómo funciona la herencia (que es el tema de nuestra próxima clase). Aquí & # 8217s lo que sucede durante la meiosis, que se divide en dos divisiones celulares, numeradas I y II:

  • Meiosis I (también conocida como & # 8220 división de reducción & # 8221):
    1. Los cromosomas homólogos se emparejan y alinean de un extremo a otro (sinapsis), y se produce un cruce (intercambio de ADN) entre los cromosomas homólogos (profase I).
    2. Pares de cromosomas homólogos se alinean a lo largo de la placa de metafase (metafase I).
    3. Los cromosomas homólogos se separan y uno va a cada lado de la célula en división.Esta separación crea haploides (células 1N) .La separación de cada par de cromosomas homólogos se produce de forma independiente, por lo que todas las posibles combinaciones de cromosomas maternos y paternos son posibles en las dos células hijas. (anafase I).
    4. La envoltura nuclear se reforma alrededor de los cromosomas homólogos separados. La citocinesis ocurre después de la telofase I para producir dos células haploides (telofase I).
  • La meiosis II es esencialmente exactamente lo mismo que la mitosis, excepto que las células son haploides en lugar de diploides. Las células ingresan a la meiosis II con células haploides que contienen dos copias idénticas (cromátidas hermanas) de cada cromosoma, y ​​esas se separan en dos nuevas células al final de la meiosis II.

La conclusión es que la meiosis da como resultado la producción de haploide células. Las células son en realidad haploides después de la meiosis I, lo que parece bastante confuso, ¡pero es cierto!

Aquí hay dos diagramas simplificados que ilustran el proceso general y los productos de la meiosis (arriba) frente a la mitosis (abajo). Compare los resultados finales de la mitosis con los productos de la meiosis I y podrá ver que las cosas se ven bastante diferentes incluso después de la primera división meiótica:

Descripción general de la meiosis. En la profase I, los cromosomas homólogos se aparean y se separan en la primera división (Meiosis I). En la Meiosis II, las cromátidas hermanas se separan. Crédito de la imagen: de Wikipedia por Rdbickel.

Descripción general de la mitosis. Crédito de la imagen: Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Major_events_in_mitosis.svg)

Y este video proporciona una descripción general de la meiosis:

El número de cromosomas, N, en eucariotas, se refiere al número de cromosomas en una célula haploide o gameto (espermatozoide u óvulo). Las células diploides (todas las células de nuestro cuerpo excepto nuestros gametos) tienen cromosomas 2N, porque un organismo diploide se crea por la unión de 2 gametos que contienen cada uno cromosomas 1N. En términos de número de cromosomas (ploidía), es útil pensar en los cromosomas como paquetes de información genética. Un par de cromátidas hermanas (el resultado de la replicación del ADN durante la fase S) es en realidad solo un cromosoma porque tiene información genética (alelos) heredada de un solo padre. Un par de cromosomas homólogos, cada uno de los cuales consta de una sola cromátida en una célula hija al final de la mitosis, tiene alelos del padre y de la madre, y cuenta como 2 cromosomas.

El siguiente video presenta una forma útil de reconocer cuántos cromosomas están presentes en una célula (y, por lo tanto, el nivel de ploidía de esa célula):


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:


¿Qué es una célula germinal?

Una célula germinal puede ser un espermatozoide, un óvulo o un embrión temprano una célula que participa en la reproducción de organismos multicelulares. Una célula germinal es la principal responsable de la transmisión de información genética a las próximas generaciones. Debido a que lleva información genética, las mutaciones de las células germinales también se pueden transferir de padres a hijos. Las células germinales contienen solo un juego de cromosomas. Durante el proceso de reproducción, cuando dos células germinales de cada padre se unen, forman un cigoto. El cigoto contiene cromosomas maternos y paternos. Tanto las células somáticas como las germinales provienen del cigoto, que luego se convertirá en una nueva descendencia. La producción de espermatozoides se llama espermatogénesis, mientras que la producción de óvulo se llama ovogénesis.

Neoplasia intratubular de células germinales


Célula germinal

Visión general

Las células germinales son un componente central de la reproducción sexual en animales. Son la ruta por la cual el genoma y los componentes citoplasmáticos se transfieren a la siguiente generación. Esta ruta utiliza la meiosis y la gametogénesis, procesos que son exclusivos de las células germinales. Las células germinales se diferencian para producir gametos masculinos y femeninos, esperma y óvulos no fertilizados (ovocitos u óvulos), y se someten a meiosis para producir un conjunto haploide de cromosomas. Los gametos haploides luego se unen para formar un cigoto diploide que se convierte en un nuevo individuo. La reproducción sexual mediada por células germinales, por lo tanto, crea una diversidad genética que es esencial para la evolución: la meiosis y la fusión de gametos generan descendientes que son genéticamente diferentes entre sí y distintos de cualquiera de los padres. En muchos animales, existe un linaje germinal, compuesto por células germinales que formarán gametos, y un linaje somático, que contiene la mayoría de las células, que forman el resto del organismo (tejidos como el intestino y las extremidades). Uno puede ver que el razón de ser para las células somáticas del organismo es facilitar la función de la línea germinal para que su material genético pase a la siguiente generación. A continuación se describen las características de las células germinales y su desarrollo, en términos generales y con ejemplos de organismos específicos, que les confieren su carácter único.


Células germinales contra gametos - Biología

Las células germinales dan lugar a los gametos en los seres humanos, que son células que pueden sufrir meiosis, a diferencia de las células somáticas que sufren mitosis. Los gametos son células germinales diploides que se desarrollan en óvulos y espermatozoides haploides a través de la ovogénesis y la espermatogénesis. El análisis del transcriptoma muestra que el 77% (n = 15083) de todas las proteínas humanas (n = 19670) se detectan en células germinales y 4545 de estos genes muestran una expresión elevada en cualquier célula germinal en comparación con otros grupos de tipos de células.

El transcriptoma de células germinales basado en scRNA-seq puede analizarse con respecto a la especificidad, lo que ilustra el número de genes con expresión elevada en cada tipo específico de células germinales en comparación con otros tipos de células (Tabla 1). Los genes con expresión elevada se dividen en tres subcategorías:

  • Tipo de célula enriquecida: nivel de ARNm al menos cuatro veces más alto en un determinado tipo de célula en comparación con cualquier otro tipo de célula.
  • Enriquecido en grupo: nivel promedio de ARNm al menos cuatro veces más alto en un grupo de 2 a 10 tipos de células en comparación con cualquier otro tipo de célula.
  • Tipo de célula mejorado: nivel de ARNm al menos cuatro veces más alto en una célula de cierto tipo de célula en comparación con el nivel promedio en todos los demás tipos de células.


Tabla 1. Número de genes en las categorías de especificidad subdivididas de expresión elevada en los tipos de células germinales analizados.

Tipo de célula Tipo de célula enriquecidoGrupo enriquecidoTipo de celda mejoradoTotal elevado
Espermatogonias 54 155 448 657
Espermatocitos 65 310 810 1185
Espermátidas tempranas 231 1311 1616 3158
Espermátidas tardías 61 1185 1286 2532
Cualquier célula germinal 411 1453 2681 4545

El análisis en profundidad de los genes elevados en las células germinales utilizando scRNA-seq y perfiles de proteínas basados ​​en anticuerpos nos permitió visualizar los patrones de expresión de estas proteínas en diferentes tipos de células germinales: espermatogonias, espermatocitos, espermátidas tempranas, espermátidas tardías y otros gérmenes. células.

Espermatogonias - testículo

Como se muestra en la Tabla 1, 657 genes están elevados en las células germinales de las espermatogonias en comparación con otros tipos de células. Las espermatogonias son células diploides que forman la capa basal del conducto seminífero y presentan la fase inicial de la espermatogénesis, antes de la meiosis. Las espermatogonias experimentan una división celular asimétrica que da como resultado dos subtipos, las células de tipo A que tienen propiedades similares a las de las células madre y mantienen la población de espermatogonias, y las espermatogonias de tipo B que continuarán evolucionando hacia espermatocitos primarios. Entre los ejemplos de genes expresados ​​en células espermatogoniales premeióticas se incluyen la proteína específica de testículo, 2 ligada a Y (TSPY2), un factor de transcripción expresado principalmente en los núcleos de las espermatogonias, que desempeña un papel clave en la determinación y diferenciación del sexo masculino al controlar el desarrollo de los testículos y la diferenciación masculina. proliferación de células germinales. Otro ejemplo es el antígeno 1 del sarcoma (SAGE1), que es un gen relacionado con el cáncer que pertenece a la familia del antígeno del testículo del cáncer (CTA), que se ha sugerido que constituye dianas importantes para la inmunoterapia.

Espermatocitos - testículos

Como se muestra en la Tabla 1, 1185 genes están elevados en las células germinales de los espermatocitos en comparación con otros tipos de células. Los espermatocitos se derivan de las espermatogonias de tipo B y pueden subdividirse en espermatocitos primarios que entran en la primera meiosis y espermatocitos secundarios que entran en la segunda meiosis para producir espermátidas haploides. La fase más larga de la meiosis es la profase I, que se subdivide en diferentes etapas que incluyen preleptoteno y paquiteno. Varias de las proteínas específicas de los testículos localizadas en los espermatocitos están implicadas en la diferenciación, proliferación y meiosis testicular. Los espermatocitos de paquiteno son fácilmente reconocibles por ser las únicas células germinales meióticas observadas en las secciones de histología testicular debido a la larga duración de la profase I meiótica. La proteína del complejo sinaptonemal estructural (SYCP3) participa en la recombinación y segregación de los cromosomas meióticos. La proteína sinaptogirina 4 (SYNGR4) es una proteína membranosa que pertenece a la familia de las sinaptogirinas y su función no está clara.

Espermátidas tempranas - testículos

Como se muestra en la Tabla 1, 3158 genes están elevados en las células germinales de las espermátidas tempranas en comparación con otros tipos de células. Las espermátidas son el resultado de la división de los espermatocitos secundarios y, por lo tanto, de la finalización de la meiosis. Estas células se dividen en espermátidas tempranas (espermátidas redondas) y espermátidas tardías (espermátidas alargadas). Aunque las espermátidas no se dividen, se someten a un complejo proceso de metamorfosis (llamado espermiogénesis). Las espermátidas tempranas son transcripcionalmente activas. Un ejemplo de una proteína espermátide temprana es el espermatozoide asociado al acrosoma 4 (SPACA4), que es una proteína de la membrana de la superficie del esperma que puede estar involucrada en la adhesión y fusión de la membrana plasmática del espermatozoide-óvulo durante la fertilización. Otro ejemplo es el producto proteico de la proteína de unión a la zona pelúcida (ZPBP), que se cree que desempeña un papel en la compactación del acrosoma y la morfogénesis de los espermatozoides. Es una de varias proteínas que se cree que participan en la fusión de los espermatozoides y la zona pelúcida del óvulo.

Espermátidas tardías - testículo

Como se muestra en la Tabla 1, 2532 genes están elevados en las células germinales de las espermátidas tardías en comparación con otros tipos de células. La espermátide tardía finalmente madurará en espermatozoides que se liberarán en la luz del túbulo seminífero. El ADN se empacará densamente y formará un acrosoma y un área media con mitocondrias. A diferencia de las espermátidas tempranas, las espermátidas tardías son transcripcionalmente inertes cuando el acrosoma está completamente desarrollado debido a la cromatina compacta. Ejemplos de proteínas enriquecidas de tipo celular en espermátidas tardías son la espermatogénesis asociada 3 (SPATA3) y la subunidad reguladora 32 de proteína fosfatasa 1 (PPP1R32). Sin embargo, su función aún no se ha estudiado.

Otras células germinales

Las células germinales femeninas, los ovocitos, se producen en los ovarios, en una estructura anatómica llamada folículo ovárico. La ovogénesis es un proceso discontinuo que comienza durante la vida fetal con el desarrollo del ovocito primario. Una sola capa de células de la granulosa rodea cada ovocito primario, detenidas en la profase I hasta la pubertad. Las células de la granulosa, a su vez, están encerradas en una fina capa de matriz extracelular. Estas estructuras se conocen como folículos primordiales. En la pubertad, los folículos primordiales eventualmente se convierten en folículos vesiculares primarios, secundarios y terciarios. Cada mes, por lo general, solo un folículo primario en desarrollo se vuelve dominante y logra la maduración completa para liberar el ovocito. La subunidad alfa de inhibina (INHA) expresada en los ovarios es una proteína que regula negativamente la hormona estimulante del folículo (FSH) en la glándula pituitaria. La cadherina 11 (CDH11) es otra proteína que se expresa en los ovarios y en otros tejidos. Las cadherinas son una familia de proteínas que está relacionada con la adhesión de célula a célula y es importante para mantener la estructura en el tejido conectivo.

Las células germinales son células precursoras de los gametos del hombre y la mujer humanos. Estas células son las únicas células del cuerpo que experimentan meiosis en lugar de mitosis en comparación con otras células somáticas. Las células germinales se diferenciarán en óvulos y espermatozoides a través de la espermatogénesis (desarrollo de los espermatozoides) y la ovogénesis (desarrollo de los óvulos). Cuando las células germinales se diferencian en óvulos y espermatozoides no fertilizados, se convertirán en gametos haploides (la mitad del código genético) a través de la meiosis. Las células haploides, cuando se fusionan, contribuirán a las diferencias genéticas en la descendencia, creando individuos que son genéticamente diferentes.

La histología de los órganos que contienen células germinales, incluidas las imágenes interactivas, se describe en el Protein Atlas Histology Dictionary.

Aquí, los genes que codifican proteínas expresados ​​en células germinales se describen y caracterizan, junto con ejemplos de secciones de tejido teñidas inmunohistoquímicamente que visualizan los patrones de expresión de proteínas correspondientes de genes con expresión elevada en diferentes tipos de células germinales.

El perfil de la transcripción se basó en datos de expresión de todo el genoma disponibles públicamente de experimentos de scRNA-seq que cubren 13 tejidos normales diferentes, así como en el análisis de células mononucleares de sangre periférica humana (PBMC). Todos los conjuntos de datos (recuentos de células de lectura sin filtrar) se agruparon por separado mediante agrupación de Louvain y los grupos obtenidos se recopilaron al final, lo que resultó en un total de 192 grupos de tipos de células diferentes. A continuación, los grupos se anotaron manualmente basándose en un estudio de marcadores específicos de tejidos y tipos de células conocidos. Los datos de scRNA-seq de cada grupo de células se agregaron para promediar las transcripciones codificantes de proteínas normalizadas por millón (pTPM) y el valor de expresión normalizado (nTPM) en todos los genes codificantes de proteínas. Se realizó una clasificación de especificidad y distribución para determinar el número de genes elevados en estos tipos de células individuales y el número de genes detectados en uno, varios o todos los tipos de células, respectivamente.

Cabe señalar que, dado que el análisis se limitó a conjuntos de datos de 13 órganos únicamente, no todos los tipos de células humanas están representados. Además, algunos tipos de células están presentes solo en pequeñas cantidades, o se identifican solo en grupos de células mixtas, lo que puede afectar los resultados y sesgar la especificidad del tipo de célula.

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