ZIGOT: CLASSIFICACIÓ, FORMACIÓ, DESENVOLUPAMENT I SEGMENTACIÓ - BIOLOGIA - 2025

El zigot es defineix com la cèl·lula que resulta de la fusió entre dos gàmetes, un femení i un altre masculí. D'acord a la càrrega genètica, el zigot és diploide, el que vol dir que conté la càrrega genètica completa de l'espècie en qüestió. Això es deu al fet que els gàmetes que l'originen contenen cada un la meitat dels cromosomes de l'espècie.

Freqüentment es coneix com ou i estructuralment està conformat per dos pronuclis, que provenen dels dos gàmetes que el van originar. Així mateix, es troba envoltat per la zona pel·lúcida, la qual compleix una triple funció: evitar que entri algun altre espermatozoide, mantenir unides a les cèl·lules resultants de les primeres divisions de l'zigot i evitar que passi la implantació fins que el zigot arribi a el lloc ideal a l'úter.

Desenvolupament de l'zigot. Font: CNX OpenStax

El citoplasma de l'zigot, així com també els orgànuls que estan continguts en ell, són d'origen matern, ja que provenen de l'òvul.

classificació

El zigot es classifica d'acord a dos criteris: la quantitat de vitel i l'organització de l'vitel.

-Tipus de zigot d'acord a la quantitat de vitel

Segons la quantitat de vitel que té el zigot, aquest pot ser:

Oligolecito

De forma general, el zigot oligolecito és aquell que conté molt poca quantitat de vitel. Així mateix, en la majoria dels casos són de mida reduïda i el nucli té una posició central.

Una dada curiosa és que d'aquest tipus d'ou s'originen, majoritàriament, larves que tenen vida lliure.

El tipus d'animals en els quals s'aprecia aquest tipus de zigot són els equinoderms, com els eriçons i les estrelles de mar; alguns cucs com els platihelmints i nematodes; mol·luscs com els caragols i pops; i els mamífers com l'ésser humà.

Mesolecito

Aquesta és una paraula conformada per dos vocables, "meso" que significa mig, i "lecito" que significa vitel. Per tant, aquest tipus de zigot és aquell que posseeix una quantitat moderada de vitel. De la mateixa manera, aquest es troba situat principalment en un dels pols de l'zigot.

Aquest tipus d'ou és representatiu d'alguns vertebrats com els amfibis, representats per les granotes, gripaus i salamandres, entre d'altres.

Polilecito

La paraula polilecito està formada pels vocables "poli", que significa molt o abundant, i "lecito", que significa vitel. En aquest sentit, el zigot polilecito és aquell que conté una gran quantitat de vitel. En aquest tipus de zigot, el nucli es troba en una posició central de l'vitel.

El zigot polilecito és propi de les aus, els rèptils i alguns peixos com els taurons.

Tipus de zigot d'acord a l'organització de l'vitel

Segons la distribució i organització de l'vitel, el zigot es classifica en:

Isolecito

El vocable isolecito està conformat per "iso", que significa igual, i "lecito", que significa vitel. De tal manera que el zigot de tipus isolecito és aquell en el qual el vitel presenta una distribució homogènia en tot l'espai disponible.

Aquest tipus de zigot és propi d'animals com els mamífers i els eriçons de mar.

Telolecitos

En aquest tipus de zigot, el vitel és abundant i es troba ocupant gairebé tot l'espai disponible. El citoplasma és bastant petit i conté a l'nucli.

Aquest zigot és representatiu d'espècies de peixos, aus i rèptils.

centrolecitos

Com és de inferir pel nom, en aquest tipus d'ou el vitel es troba en una posició central. Així mateix, el nucli es troba al centre de l'vitel. Aquest zigot es caracteritza per ser de forma ovalada.

Aquest tipus de zigot és propi dels membres de el grup dels artròpodes, com ara els aràcnids i els insectes.

Formació de l'zigot

El zigot és la cèl·lula que es forma immediatament després que ocorre el procés de fecundació.

fecundació

La fecundació és el procés mitjançant el qual s'uneixen els gàmetes femení i masculí. En els éssers humans el zigot femení es coneix amb el nom d'òvul i el zigot masculí es denomina espermatozoide.

De la mateixa manera, la fecundació no és un procés simple i senzill, sinó que està conformat per una sèrie d'etapes, cadascuna molt important, a saber:

Contacte i penetració en la corona radiada

Quan l'espermatozoide estableix el primer contacte amb l'òvul, ho fa en l'anomenada zona pel·lúcida. Aquest primer contacte té una importància transcendental, ja que serveix perquè cada gàmeta reconegui a l'altre, determinant si pertanyen a la mateixa espècie.

Així mateix, durant aquesta etapa, l'espermatozoide és capaç de travessar una capa de cèl·lules que es troben envoltant l'òvul i que en el seu conjunt es coneixen com a corona radiada.

Per poder travessar aquesta capa de cèl·lules, l'espermatozoide segrega una substància enzimàtica anomenada hialuronidasa que l'ajuda en el procés. Un altre element que permet que l'espermatozoide pugui penetrar aquesta capa externa de l'òvul és el moviment frenètic de la cua.

Introducció a la zona pel·lúcida

Un cop l'espermatozoide ha travessat la corona radiada, l'espermatozoide s'enfronta amb un altre obstacle per a poder penetrar en l'òvul: la zona pel·lúcida. Aquesta no és més que la capa externa que envolta l'òvul. Està conformada principalment per glucoproteïnes.

Quan el cap de l'espermatozoide entra en contacte amb la zona pel·lúcida, es desencadena una reacció coneguda com a reacció acrosòmica. Aquesta consisteix en l'alliberament, per part de l'espermatozoide, d'enzims que en el seu conjunt es coneixen amb el nom de espermiolisinas. Aquests enzims es troben emmagatzemades en un espai del cap de l'espermatozoide conegut com acrosoma.

Reacció acrosòmica. Font: LadyofHats.

Les espermiolisinas són enzims hidrolítics que tenen com a principal funció la degradació de la zona pel·lúcida, per finalment penetrar per complet a l'òvul.

Quan s'inicia la reacció acrosòmica, també es desencadenen en l'espermatozoide una sèrie de canvis estructurals a nivell de la seva membrana, que li permetran poder fusionar la seva membrana amb la de l'òvul.

Fusió de les membranes

El proper pas en el procés de fecundació és la fusió de les membranes dels dos gàmetes, és a dir, de l'òvul i l'espermatozoide.

Durant aquest procés tenen lloc una sèrie de transformacions en l'òvul que permeten l'entrada d'un espermatozoide i eviten l'entrada de tots els altres espermatozoides que l'envolten.

En primer lloc es forma un conducte conegut com con de fecundació, mitjançant el qual entren en contacte directe les membranes de l'espermatozoide i de l'òvul, les quals acaben fusionant-se.

Simultàniament a això, a nivell de la membrana de l'òvul ocorre una mobilització d'ions com el calci (Ca ⁺²), hidrogen (H ⁺) i sodi (Na ⁺), el qual genera l'anomenada despolarització de la membrana. Això vol dir que s'inverteix la polaritat que normalment té.

De la mateixa manera, sota de la membrana de l'òvul es troben unes estructures denominades grànuls corticals, els quals alliberen el seu contingut a l'espai que envolta l'òvul. Amb això el que s'aconsegueix és impedir l'adherència dels espermatozoides a l'òvul, de manera que no podran acostar-se a aquest.

Fusió dels nuclis de l'òvul i l'espermatozoide

Perquè finalment es formi el zigot, cal que s'uneixin els nuclis de l'espermatozoide i de l'òvul.

Val recordar que els gàmetes contenen només la meitat de l'nombre de cromosomes de l'espècie. En el cas de l'ésser humà, és 23 cromosomes; és per això que han de fusionar-se els dos nuclis per així formar una cèl·lula diploide, amb la càrrega genètica completa de l'espècie.

Un cop entra l'espermatozoide a l'òvul, es duplica l'ADN que conté, així com també l'ADN de l'pronúcleo de l'òvul. Seguidament, els dos pronuclis es troben un a costat de l'altre.

Immediatament, les membranes que separen els dos es desintegren i d'aquesta manera els cromosomes que es trobaven continguts en cada un poden ajuntar-se amb el seu homòleg.

Però tot no acaba aquí. Els cromosomes es localitzen en el pol equatorial de la cèl·lula (zigot) per iniciar la primera de moltes divisions mitòtiques en el procés de segmentació.

Desenvolupament de l'zigot

Una vegada que s'ha format el zigot, aquest comença a experimentar una sèrie de canvis i transformacions que consisteixen en una sèrie successiva de mitosi que van transformant-lo en una massa de cèl·lules diploides coneguda com mòrula.

El procés de desenvolupament que travessa el zigot abasta diverses etapes: segmentació, blastulación, gastrulació i organogènesi. Cadascun d'ells té una importància preponderant, ja que juguen un paper clau en la formació de el nou ésser.

-Segmentació

Aquest és un procés mitjançant el qual el zigot experimenta una gran quantitat de divisions mitòtiques, multiplicant el seu nombre de cèl·lules. Cadascuna de les cèl·lules que es formen a partir d'aquestes divisions es coneix amb el nom de blastòmers.

El procés ocorre de la següent manera: el zigot es divideix en dues cèl·lules, al seu torn aquestes dues es divideixen originant 4, aquestes quatre en vuit, aquestes en 16 i finalment aquestes en 32.

La massa cel·lular compacta que es forma, es coneix com mòrula. Aquest nom es deu al fet que la seva aparença és similar a la d'una mora.

Ara bé, depenent de la quantitat i la localització de l'vitel hi ha quatre tipus de segmentació: holoblástica (total), que pot ser igual o desigual; i la meroblàstica (parcial), que també pot ser igual o desigual.

Segmentació holoblástica o total

En aquest tipus de segmentació, tot el zigot es segmenta a través de la mitosi, donant com a resultat blastòmers. Ara bé, la segmentació holoblástica pot ser de dos tipus:

• Segmentació holoblástica igual: En aquest tipus de segmentació holoblástica, les dues primeres divisions són longitudinals, mentre que la tercera és equatorial. A causa d'això es formen 8 blastòmers que són iguals. Aquests al seu torn continuen dividint-se a través de mitosi fins a formar la mòrula. La segmentació holoblástica és pròpia dels ous isolecitos.
• Segmentació holoblástica desigual: com en tota segmentació, les dues primeres divisions són longitudinals, però la tercera és latitudinal. Aquest tipus de segmentació és pròpia dels ous mesolecitos. En aquest sentit, es formen blastòmers per tot el zigot, però no són iguals. A la part de l'zigot en la qual hi ha poca quantitat de vitel, els blastòmers que es formen són petits i es coneixen amb el nom de micrómeros. Per contra, en la part de l'zigot que conté abundant vitel, els blastòmers que s'originen s'anomenen macrómeros.

Segmentació meroblástica o parcial

És pròpia dels zigots que contenen abundant vitel. En aquest tipus de segmentació, només es divideix l'anomenat pol animal. El pol vegetatiu no es veuen involucrat en la divisió, de manera que una gran quantitat de vitel queda sense segmentar. Així mateix, aquest tipus de segmentació es classifica en discoidal i superficial.

Segmentació meroblástica discoidal

Aquí només experimenta segmentació el pol animal de l'zigot. La resta d'aquest, que conté bastant vitel no se segmenta. Així mateix, es forma un disc de blastòmers que posteriorment donaran origen a l'embrió. Aquest tipus de segmentació és pròpia dels zigots telolecitos, especialment en aus i peixos.

Segmentació meroblástica superficial

A la segmentació meroblàstica superficial, el nucli experimenta diverses divisions, però el citoplasma no. D'aquesta manera s'obtenen diversos nuclis, els quals es desplacen cap a la superfície, distribuint-se per tota la coberta de l'citoplasma. Posteriorment apareixen els límits cel·lulars que generen un blastodermo que és perifèric i que es troba envoltant a l'vitel que no es va segmentar. Aquest tipus de segmentació és típica dels artròpodes.

-Blastulación

És el procés que segueix a la segmentació. Durant aquest procés, els blastòmers s'uneixen els uns als altres formant unions cel·lulars molt properes i compactes. A través de l'blastulación es forma la blàstula. Aquesta és una estructura buida, en forma de pilota, amb una cavitat interna coneguda com blastocele.

Estructura de la blàstula

blastodermo

És la capa de cèl·lules externes que també rep el nom de trofoblast. És de vital importància perquè a partir d'ella es formaran la placenta i el cordó umbilical, estructures importants a través de les quals s'estableix un intercanvi entre la mare i el fetus.

Està formada per una gran quantitat de cèl·lules que van migrar des de l'interior de la mòrula cap a la perifèria.

blastocele

És la cavitat interna de l'blastocist . Es forma quan els blastòmers migren cap a les parts externes de la mòrula per formar el blastoderma. El blastocele es troba ocupat per un líquid.

embrioblast

És una massa cel·lular interna, que es localitza a l'interior de l'blastocist, específicament en un dels seus extrems. A partir del embrioblast es formarà l'embrió pròpiament dit. El embrioblast al seu torn està conformat per:

• Hipoblasto: capa de cèl·lules que es localitzen a la part perifèrica de el sac vitel·lí primari.
• Epiblasto: capa de cèl·lules que es troben adjacents a la cavitat amniòtica.

Tant el epiblast com el hipoblasto són estructures de summa importància, ja que a partir d'elles es van a desenvolupar les trucades fulles germinatives que després d'una sèrie de transformacions, donaran origen als diversos òrgans que integren a l'individu.

gastrulació

Aquest és un dels processos més importants que tenen lloc durant el desenvolupament embrionari, ja que permet la formació de les tres capes germinatives: endoderma, mesoderma i ectoderm.

El que passa durant la gastrulació és que les cèl·lules de l'epiblast comencen a proliferar fins que hi ha tantes, que han desplaçar cap a un altre costat. De tal manera que es mouen cap al hipoblasto, aconseguint fins i tot desplaçar algunes de les cèl·lules d'aquest. Així es forma l'anomenada línia primitiva.

Immediatament, ocorre una invaginació, mitjançant la qual les cèl·lules d'aquesta línia primitiva s'introdueixen en direcció a l'blastocele. D'aquesta manera es forma una cavitat coneguda com el arquénteron, la qual té una obertura, el blastoporo.

És així com es forma un embrió bilaminar, conformat per dues capes: l'endoderm i el ectoderma. No obstant això, no tots els éssers vius provenen d'un embrió bilaminar, sinó que hi ha altres, com l'ésser humà, que provenen d'un embrió trilaminar.

Aquest embrió trilaminar es forma perquè les cèl·lules de l'arquénteron comencen a proliferar i fins situar-se entre l'ectoderm i l'endoderm, donant origen a una tercera capa, el mesoderma.

endoderma

A partir d'aquesta capa germinativa es forma l'epiteli dels òrgans dels sistemes respiratori i digestiu, així com altres òrgans com el pàncrees i el fetge.

Òrgans que s'originen a partir de l'endoderma. Font: Endoderm2.png: J.SteinbockMaGa

mesodermo

Dóna origen als ossos, a l'cartílag ia la musculatura voluntària o estriada. Així mateix a partir d'ell es formen òrgans de el sistema circulatori i altres com el ronyó, les gònades i el miocardi, entre d'altres.

Teixits que es deriven de l'mesoderma. Font: J.Steinbock

ectodermo

És el responsable de la formació de el sistema nerviós, la pell, ungles, les glàndules (sudorípares i sebàcies), la medul·la suprarenal i la hipòfisi.

Derivats de l'ectoderma. Font: Ectoderm.png: The catMaGa

organogènesi

És el procés mitjançant el qual, a partir de les capes germinatives ia través d'una sèrie de transformacions, s'originen tots i cada un dels òrgans que conformaran a el nou individu.

A grans trets, el que passa aquí a la organogènesi, és que les cèl·lules mare que formen part de les capes germinatives comencen a expressar gens que tenen com a funció determinar quin tipus de cèl·lula es va a originar.

Per descomptat que depenent de l'nivell evolutiu de l'ésser viu, el procés de organogènesi serà més o menys complex.

referències

1. Carrillo, D., Yaser, L. i Rodríguez, N. (2014). Conceptes bàsics de el desenvolupament embrionari a la vaca. Reproducció de la vaca: Manual didàctic sobre la reproducció, gestació, lactància i benestar de la femella bovina. Universitat d'Antioquia. 69-96.
2. Creu, R. (1980). Fonaments genètics de el començament de la vida humana. Revista xilena de pediatria. 51 (2). 121-124
3. López, C., García, V., Millars, J., Domínguez, J., Sánchez, F., Álvarez, I. i García, V. (2013). Gastrulació: procés clau en la formació d'un nou organisme. ASEBIR. 18 (1). 29-41
4. López, N. (2010). El zigot de la nostra espècie és cos humà. Persona i Bioètica. 14 (2). 120-140.
5. Sadler, T. (2001). Langman 's Medical Embriology. Editorial Mèdica Panamericana. 8va Edició.
6. Ventura, P. i Sants, M. (2011). The beginning of life of a new human being from the scientific biological perspective and its bioethical Implications. Biological Research. 44 (2). 201-207.