Cigoto: clasificación, formación, desarrollo y segmentación
El cigoto se define como la célula que resulta de la fusión entre dos gametos, uno femenino y otro masculino. De acuerdo a la carga genética, el cigoto es diploide, lo que quiere decir que contiene la carga genética completa de la especie en cuestión. Esto se debe a que los gametos que lo originan contienen cada uno la mitad de los cromosomas de la especie.
Frecuentemente se conoce como huevo y estructuralmente está conformado por dos pronúcleos, que provienen de los dos gametos que lo originaron. Así mismo, se encuentra rodeado por la zona pelúcida, la cual cumple una triple función: evitar que entre algún otro espermatozoide, mantener unidas a las células resultantes de las primeras divisiones del cigoto y evitar que ocurra la implantación hasta que el cigoto llegue al sitio ideal en el útero.
El citoplasma del cigoto, así como también los organelos que están contenidos en él, son de origen materno, ya que provienen del óvulo.
Índice del artículo
El cigoto se clasifica de acuerdo a dos criterios: la cantidad de vitelo y la organización del vitelo.
Según la cantidad de vitelo que tiene el cigoto, este puede ser:
Oligolecito
De forma general, el cigoto oligolecito es aquel que contiene muy poca cantidad de vitelo. Así mismo, en la mayoría de los casos son de tamaño reducido y el núcleo tiene una posición central.
Un dato curioso es que de este tipo de huevo se originan, mayoritariamente, larvas que tienen vida libre.
El tipo de animales en los que se aprecia este tipo de cigoto son los equinodermos, como los erizos y las estrellas de mar; algunos gusanos como los platelmintos y nematodos; moluscos como los caracoles y pulpos; y los mamíferos como el ser humano.
Mesolecito
Esta es una palabra conformada por dos vocablos, “meso” que significa medio, y “lecito” que significa vitelo. Por lo tanto, este tipo de cigoto es aquel que posee una cantidad moderada de vitelo. De igual forma, este se encuentra ubicado principalmente en uno de los polos del cigoto.
Este tipo de huevo es representativo de algunos vertebrados como los anfibios, representados por las ranas, sapos y salamandras, entre otros.
Polilecito
La palabra polilecito está formada por los vocablos “poli”, que significa mucho o abundante, y “lecito”, que significa vitelo. En este sentido, el cigoto polilecito es aquel que contiene una gran cantidad de vitelo. En este tipo de cigoto, el núcleo se encuentra en una posición central del vitelo.
El cigoto polilecito es propio de las aves, los reptiles y algunos peces como los tiburones.
Según la distribución y organización del vitelo, el cigoto se clasifica en:
Isolecito
El vocablo isolecito está conformado por “iso”, que significa igual, y “lecito”, que significa vitelo. De manera tal que el cigoto de tipo isolecito es aquel en el que el vitelo presenta una distribución homogénea en todo el espacio disponible.
Este tipo de cigoto es propio de animales como los mamíferos y los erizos de mar.
Telolecitos
En este tipo de cigoto, el vitelo es abundante y se encuentra ocupando casi todo el espacio disponible. El citoplasma es bastante pequeño y contiene al núcleo.
Este cigoto es representativo de especies de peces, aves y reptiles.
Centrolecitos
Como es de inferirse por el nombre, en este tipo de huevo el vitelo se encuentra en una posición central. Así mismo, el núcleo se encuentra en el centro del vitelo. Este cigoto se caracteriza por ser de forma ovalada.
Este tipo de cigoto es propio de los miembros del grupo de los artrópodos, como por ejemplo los arácnidos y los insectos.
El cigoto es la célula que se forma inmediatamente después de que ocurre el proceso de fecundación.
La fecundación es el proceso mediante el cual se unen los gametos femenino y masculino. En los seres humanos el cigoto femenino se conoce con el nombre de óvulo y el cigoto masculino se denomina espermatozoide.
De igual forma, la fecundación no es un proceso simple y sencillo, sino que está conformado por una serie de etapas, cada una muy importante, a saber:
Contacto y penetración en la corona radiada
Cuando el espermatozoide establece el primer contacto con el óvulo, lo hace en la llamada zona pelúcida. Este primer contacto tiene una importancia trascendental, ya que sirve para que cada gameto reconozca al otro, determinando si pertenecen a la misma especie.
Así mismo, durante esta etapa, el espermatozoide es capaz de atravesar una capa de células que se encuentran rodeando el óvulo y que en su conjunto se conocen como corona radiada.
Para poder atravesar esa capa de células, el espermatozoide segrega una sustancia enzimática llamada hialuronidasa que le ayuda en el proceso. Otro elemento que permite que el espermatozoide pueda penetrar esta capa externa del óvulo es el movimiento frenético de la cola.
Introducción a la zona pelúcida
Una vez el espermatozoide ha atravesado la corona radiada, el espermatozoide se enfrenta con otro obstáculo para poder penetrar en el óvulo: la zona pelúcida. Esta no es más que la capa externa que rodea al óvulo. Está conformada principalmente por glucoproteínas.
Cuando la cabeza del espermatozoide entra en contacto con la zona pelúcida, se desencadena una reacción conocida como reacción acrosómica. Esta consiste en la liberación, por parte del espermatozoide, de enzimas que en su conjunto se conocen con el nombre de espermiolisinas. Estas enzimas se encuentran almacenadas en un espacio de la cabeza del espermatozoide conocido como acrosoma.
Las espermiolisinas son enzimas hidrolíticas que tienen como principal función la degradación de la zona pelúcida, para finalmente penetrar por completo al óvulo.
Cuando se inicia la reacción acrosómica, también se desencadenan en el espermatozoide una serie de cambios estructurales a nivel de su membrana, que le van a permitir poder fusionar su membrana con la del óvulo.
Fusión de las membranas
El próximo paso en el proceso de fecundación es la fusión de las membranas de los dos gametos, es decir, del óvulo y el espermatozoide.
Durante este proceso ocurren una serie de transformaciones en el óvulo que permiten la entrada de un espermatozoide y evitan la entrada de todos los demás espermatozoides que le rodean.
En primer lugar se forma un conducto conocido como cono de fecundación, a través del cual entran en contacto directo las membranas del espermatozoide y del óvulo, las cuales terminan fusionándose.
Simultáneamente a esto, a nivel de la membrana del óvulo ocurre una movilización de iones como el calcio (Ca+2), hidrógeno (H+) y sodio (Na+), el cual genera la llamada despolarización de la membrana. Esto quiere decir que se invierte la polaridad que normalmente tiene.
De igual forma, debajo de la membrana del óvulo se encuentran unas estructuras denominadas gránulos corticales, los cuales liberan su contenido al espacio que rodea al óvulo. Con esto lo que se logra es impedir la adherencia de los espermatozoides al óvulo, por lo que no podrán acercarse a este.
Fusión de los núcleos del óvulo y el espermatozoide
Para que finalmente se forme el cigoto, es necesario que se unan los núcleos del espermatozoide y del óvulo.
Vale recordar que los gametos contienen solo la mitad del número de cromosomas de la especie. En el caso del ser humano, es 23 cromosomas; es por esto que deben fusionarse los dos núcleos para así formar una célula diploide, con la carga genética completa de la especie.
Una vez entra el espermatozoide al óvulo, se duplica el ADN que contiene, así como también el ADN del pronúcleo del óvulo. Seguidamente, ambos pronúcleos se encuentran uno al lado del otro.
Inmediatamente, las membranas que separan a ambos se desintegran y de esta manera los cromosomas que se encontraban contenidos en cada uno pueden juntarse con su homólogo.
Pero todo no termina aquí. Los cromosomas se localizan en el polo ecuatorial de la célula (cigoto) para iniciar la primera de muchas divisiones mitóticas en el proceso de segmentación.
Una vez que se ha formado el cigoto, este comienza a experimentar una serie de cambios y transformaciones que consisten en una serie sucesiva de mitosis que van transformándolo en una masa de células diploides conocida como mórula.
El proceso de desarrollo que atraviesa el cigoto abarca varias etapas: segmentación, blastulación, gastrulación y organogénesis. Cada uno de ellos reviste una importancia preponderante, ya que juegan un papel clave en la formación del nuevo ser.
Este es un proceso mediante el cual el cigoto experimenta una gran cantidad de divisiones mitóticas, multiplicando su número de células. Cada una de las células que se forman a partir de esas divisiones se conoce con el nombre de blastómeros.
El proceso ocurre de la siguiente manera: el cigoto se divide en dos células, a su vez esas dos se dividen originando cuatro, estas cuatro en ocho, estas en 16 y por último estas en 32.
La masa celular compacta que se forma, se conoce como mórula. Este nombre se debe a que su apariencia es similar a la de una mora.
Ahora bien, dependiendo de la cantidad y la localización del vitelo existen cuatro tipos de segmentación: holoblástica (total), que puede ser igual o desigual; y la meroblástica (parcial), que también puede ser igual o desigual.
Segmentación holoblástica o total
En este tipo de segmentación, todo el cigoto se segmenta a través de la mitosis, dando como resultado blastómeros. Ahora bien, la segmentación holoblástica puede ser de dos tipos:
- Segmentación holoblástica igual: En este tipo de segmentación holoblástica, las dos primeras divisiones son longitudinales, en tanto que la tercera es ecuatorial. Debido a esto se forman 8 blastómeros que son iguales. Estos a su vez continúan dividiéndose a través de mitosis hasta formar la mórula. La segmentación holoblástica es propia de los huevos isolecitos.
- Segmentación holoblástica desigual: como en toda segmentación, las dos primeras divisiones son longitudinales, pero la tercera es latitudinal. Este tipo de segmentación es propia de los huevos mesolecitos. En este sentido, se forman blastómeros por todo el cigoto, pero no son iguales. En la parte del cigoto en la que hay poca cantidad de vitelo, los blastómeros que se forman son pequeños y se conocen con el nombre de micrómeros. Por el contrario, en la parte del cigoto que contiene abundante vitelo, los blastómeros que se originan se denominan macrómeros.
Segmentación meroblástica o parcial
Es propia de los cigotos que contienen abundante vitelo. En este tipo de segmentación, solo se divide el llamado polo animal. El polo vegetativo no se ven involucrado en la división, de manera tal que una gran cantidad de vitelo queda sin segmentar. Así mismo, este tipo de segmentación se clasifica en discoidal y superficial.
Segmentación meroblástica discoidal
Aquí solo experimenta segmentación el polo animal del cigoto. El resto de este, que contiene bastante vitelo no se segmenta. Así mismo, se forma un disco de blastómeros que posteriormente darán origen al embrión. Este tipo de segmentación es propia de los cigotos telolecitos, especialmente en aves y peces.
Segmentación meroblástica superficial
En la segmentación meroblástica superficial, el núcleo experimenta varias divisiones, pero el citoplasma no. De esta manera se obtienen varios núcleos, los cuales se desplazan hacia la superficie, distribuyéndose por toda la cubierta del citoplasma. Posteriormente aparecen los límites celulares que generan un blastodermo que es periférico y que se encuentra rodeando al vitelo que no se segmentó. Este tipo de segmentación es típica de los artrópodos.
Es el proceso que sigue a la segmentación. Durante este proceso, los blastómeros se unen unos a otros formando uniones celulares muy cercanas y compactas. A través de la blastulación se forma la blástula. Esta es una estructura hueca, en forma de pelota, con una cavidad interna conocida como blastocele.
Estructura de la blástula
Blastodermo
Es la capa de células externas que también recibe el nombre de trofoblasto. Es de vital importancia porque a partir de ella se formarán la placenta y el cordón umbilical, estructuras importantes a través de las cuales se establece un intercambio entre la madre y el feto.
Está formada por una gran cantidad de células que migraron desde el interior de la mórula hacia la periferia.
Blastocele
Es la cavidad interna del blastocisto. Se forma cuando los blastómeros migran hacia las partes externas de la mórula para formar al blastodermo. El blastocele se encuentra ocupado por un líquido.
Embrioblasto
Es una masa celular interna, que se localiza en el interior del blastocisto, específicamente en uno de sus extremos. A partir del embrioblasto se formará el embrión propiamente dicho. El embrioblasto a su vez está conformado por:
- Hipoblasto: capa de células que se localizan en la parte periférica del saco vitelino primario.
- Epiblasto: capa de células que se encuentran adyacentes a la cavidad amniótica.
Tanto el epiblasto como el hipoblasto son estructuras de suma importancia, ya que a partir de ellas se van a desarrollar las llamadas hojas germinativas que tras una serie de transformaciones, darán origen a los diversos órganos que integran al individuo.
Este es uno de los procesos más importantes que ocurren durante el desarrollo embrionario, ya que permite la formación de las tres capas germinativas: endodermo, mesodermo y ectodermo.
Lo que ocurre durante la gastrulación es que las células del epiblasto comienzan a proliferar hasta que hay tantas, que deben desplazarte hacia otro lado. De manera tal que se mueven hacia el hipoblasto, logrando incluso desplazar algunas de las células de este. Así se forma la llamada línea primitiva.
Inmediatamente, ocurre una invaginación, mediante la cual las células de esa línea primitiva se introducen en dirección al blastocele. De esta manera se forma una cavidad conocida como el arquenterón, la cual tiene una abertura, el blastoporo.
Es así como se forma un embrión bilaminar, conformado por dos capas: el endodermo y el ectodermo. Sin embargo, no todos los seres vivos provienen de un embrión bilaminar, sino que hay otros, como el ser humano, que provienen de un embrión trilaminar.
Ese embrión trilaminar se forma porque las células del arquenterón comienzan a proliferar y hasta ubicarse entre el ectodermo y el endodermo, dando origen a una tercera capa, el mesodermo.
Endodermo
A partir de esta capa germinativa se forma el epitelio de los órganos de los sistemas respiratorio y digestivo, así como otros órganos como el páncreas y el hígado.
Mesodermo
Da origen a los huesos, al cartílago y a la musculatura voluntaria o estriada. Así mismo a partir de él se forman órganos del sistema circulatorio y otros como el riñón, las gónadas y el miocardio, entre otros.
Ectodermo
Es el responsable de la formación del sistema nervioso, la piel, uñas, las glándulas (sudoríparas y sebáceas), la médula suprarrenal y la hipófisis.
Es el proceso mediante el cual, a partir de las capas germinativas y a través de una serie de transformaciones, se originan todos y cada uno de los órganos que conformarán al nuevo individuo.
A grandes rasgos, lo que ocurre aquí en la organogénesis, es que las células madre que forman parte de las capas germinativas comienzan a expresar genes que tienen como función determinar qué tipo de célula se va a originar.
Por supuesto que dependiendo del nivel evolutivo del ser vivo, el proceso de organogénesis será más o menos complejo.
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