Los gametos se forman cuando las células germinales primordiales (las células de los ovarios o los testículos) se dividen por meiosis para formar células germinales maduras (gametos). La célula padre sufre dos divisiones. En la primera división meiótica, la división de reducción ocurre cuando pares homólogos de cromosomas replicados se alinean uno al lado del otro en el ecuador de la célula, así cuando la célula divide el nivel de ploidía se reduce de 2 a 1 (ya que cada célula hija solo contiene un conjunto de cromosomas / uno de cada par homólogo). Durante esta división se produce un surtido independiente (el alineamiento aleatorio de pares homólogos de cromosomas replicados en el ecuador antes de la división de reducción, lo que significa que cada célula hija tiene una combinación única de cromosomas maternos y paternos) y se produce el cruzamiento (intercambio de secciones de homólogos cromosomas en quiasmata, por lo tanto, algunos alelos se transfieren de un cromosoma a otro creando una combinación única de alelos en células hijas) para crear una variación genética en los gametos.
Los gametos se forman para cumplir el propósito de la meiosis: la mezcla de material genético a través de la combinación de un gameto haploide materno y un gameto paterno haploide en la fecundación (como fusible pronúcleo haploide) para formar un zigoto diploide totipotente (con el número correcto de cromosomas , nivel de ploidía = 2) que es genéticamente diferente de las células parentales, por lo tanto, conserva la diversidad genética (a través de la variación genética en los gametos).
El desarrollo posterior del cigoto depende de las modificaciones epigenéticas (marcadores químicos colocados en la cromatina, por ejemplo, metilación del ADN o acetilación de histonas) en el genoma, lo que provoca que ciertos genes se enciendan o apaguen dependiendo de las señales de desarrollo / ambientales que la célula recibe . Esto significa que ciertas cadenas de ARNm se producen en la transcripción, lo que produce proteínas específicas producidas en la traducción que tienen una estructura y función específicas, afectando así la estructura y función de una célula que lo hace especializado (ya que la célula expresa una combinación única) de genes ) para una función particular. Las células similares tienen moléculas de adhesión (proteínas) similares en su superficie (codificadas durante el desarrollo a través de señales de desarrollo / estímulos ambientales) que les permiten unirse a células del mismo tipo, formando un grupo de células similares que llevan a cabo una función particular (un pañuelo ). Los grupos de diferentes tejidos que trabajan juntos forman un órgano , y un grupo de órganos que trabajan juntos forma un sistema de órganos que constituye y es necesario para la funcionalidad de todos los organismos multicelulares.
Este cigoto se dividirá para formar la masa celular interna del blastocisto y la placenta, que nutre al embrión a través del cordón umbilical. Las células pluripotentes de la ICM continuarán dividiéndose y se diferenciarán en la embriogénesis para formar un embrión más desarrollado y luego un feto. Las células del embrión en desarrollo contienen ciertas marcas (por ejemplo, metilación del ADN) en regiones impresas en ciertos cromosomas (transmitidas desde los gametos) que causan que los genes en el cigoto / ICM se comporten de manera diferente dependiendo de su padre de origen (por ejemplo, regiones en cromosomas específicos como 11,7,17,15 y 12, que afectan el desarrollo fetal) por lo que cada cromosoma se comporta de manera diferente dependiendo de su padre de origen , lo que ayuda a equilibrar las demandas competitivas de los genomas paterno y materno y asegura que el feto se desarrolle correctamente . Las modificaciones epigenéticas en los retrotransposones IAP aguas arriba de ciertos genes (que podrían haberse acumulado a lo largo del tiempo debido a señales ambientales) también se transmiten, proporcionando un mecanismo para la herencia transgeneracional , y potencialmente afectando la fisiología y la anatomía del feto.
Los gametos haploides maternos y paternos no son funcionalmente equivalentes, ya que contienen diferentes marcas epigenéticas en las regiones impresas. Esto ocurre como células germinales primordiales , producidas en la embriogénesis cuando las células pluripotentes del ICM del blastocisto comienzan a especializarse, expresan un gen llamado Blimp1 que detiene la cascada de expresión génica que se autoperpetúa y produce proteínas específicas que afectan al estructura y función de la célula haciendo que se especialice. Por lo tanto, estas células pierden todas sus marcas epigenéticas y se vuelven temporalmente pluripotentes (no por mucho tiempo, ya que podrían volverse cancerosas) antes de que comiencen a convertirse en células especializadas de espermatozoides o óvulos. Durante este proceso, las señales de desarrollo provocan ciertas modificaciones epigenéticas en la célula que la convierten en una célula sexual especializada (célula de los testículos u ovarios). Ciertas modificaciones epigenéticas también se colocan en la célula en regiones impresas de ciertos cromosomas que son cruciales para controlar el desarrollo fetal (como se explicó anteriormente), para asegurar que las células sexuales paternas contengan impresiones paternas y las células del sexo materno contengan impresiones maternas (en cada cromosoma homólogo en la célula), por lo que el cigoto tendrá el equilibrio correcto de impresiones maternales y paternales , asegurando un desarrollo saludable dentro del útero.
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