ABSTRACT
The development of the mammalian embryo begins with the fertilization of the mature oocyte by the sperm. However, many processes that lead to the production of functional gametes precede this event. First of all, both male and female germ cells form during gametogenesis. The gametogenesis comprises four different steps: a) the specification and migration of primordial germ cells, b) the increase in the number of germ cells through mitotic divisions, c) the reduction in chromosomal number through meiosis, and d) a final structural and functional maturation of the oocyte and the sperm. Once the oocyte and the sperm have matured, the newly formed gametes are released from the gonads upon the appropriate hormonal stimulus and are subsequently transported to the oviduct, where the oocyte awaits to be fertilized by the sperm. The fertilized oocyte, now called zygote, undergoes the maternal-to-zygotic transition, characterized by the degradation of maternal transcripts and the concomitant synthesis of transcripts by the newly formed zygote. The production of these new transcripts is the result of the genome activation of the zygote. At the same time, the sperm and egg’s chromatin experience a series of changes that will result in the formation of the male and female pronuclei. In the male pronucleus an exchange of protamines for histones takes place. Furthermore, the parental genomes are subject to modification through DNA demethylation, and the proteins, around which the DNA is ‘packed’, the histones, are also subject to covalent modifications. These modifications constitute some of the most prominent changes involved in the epigenetic reprogramming of the two gametes. Finally, the animal-vegetal poles that will begin the first divisions or ‘cleavage’ to give rise to the blastocyst, where we can already distinguish an embryonic-abembryonic axis. The blastocyst will then implant in the uterus previously prepared for implantation.
Key words: embryonic development, germ cells, epigenetic reprogramming, fertilization, zygote, blastocyst.
RÉSUMÉ
Le développement embryonnaire des mammifères commence avec la fertilisation d’un ovocyte mûr par un spermatozoïde. Les cellules germinales traversent une série de procès, la gamétogenèse incluse : a) origine des cellules germinales et leur migration vers les gonades, b) augmentation en nombre des cellules germinales par mitose, c) réduction du nombre de chromosomes par méiose, et d) maturation structurelle et fonctionnelle des ovocytes et spermatocytes. Lorsqu’ils sont capacités ou mûrs, les gamètes se libèrent des gonades et sont transportés vers l’oviducte, où la fécondation est normalement réalisée. Dans l’ovocyte fertilisé (zygote) commence la transition maternelle au zygote, qui comporte la dégradation des transcrits maternels, remplacés par les transcrits du zygote, par l’activation du génome du zygote. Simultanément, le matériel nucléaire du spermatozoïde et de l’ovocyte subit une série de changements qui forment les pronucléus masculin et féminin. Cette série de changements comporte le remplacement des protamines qui contiennent le matériel génétique masculin par des histones. Après la fertilisation, les gamètes se réorganisent épigénétiquement, ce qui implique des changements dans la chromatine et méthylation de l’ADN ; cette reprogrammation s’étend au stade blastocyste. Les modifications covalentes des histones et la méthylation de l’ADN sont considérées les marques épigénétiques les plus importantes dans le développement de l’embryon pré implanté. Finalement, dans le zygote on distingue les pôles animal-végétal par l’expulsion du corps polaire. Puis il subit une série de divisions qui donnent origine au blastocyste, où se distingue l’axe embryonnaire-abembryonnaire, pour ensuite entrer dans l’utérus préalablement préparé pour l’implantation.
Mots-clés : développement embryonnaire, cellules germinales, reprogrammation épigénétique, fertilisation, zygote, blastocyste.
RESUMO
O desenvolvimento embrionário dos mamíferos começa com a fertilização de um ovócito maduro com um espermatozóide. As células germinais atravessam uma série de processos, incluíndo a gametogéneses: a) origem das células germinais e sua migração até as gônadas, b) aumento do número das células germinais por mitoses, c) redução do número de cromossomos por meiose, e d) maduração estrutural e funcional dos ovócitos e espermatozóides. Quando já estão capacitados ou maduros, os gametas se liberam das gônadas e se transportam ao oviducto, onde normalmente se realiza a fertilização. No óvulo fertilizado (zigoto) começa a transição-materna-ao-zigoto, que inclue a degradação dos transcritos maternos, substituídos pelos transcritos do zigoto, pela ativação do genoma do zigoto. Simultaneamente, o material nuclear do espermatozóide e do ovócito sofre uma série de mudanças que formam os pronúcleos masculino e feminino. Esta série de mudanças inclue a substituição das protaminas que empacotam o material genético masculino por histonas. Depois da fertilização, os gametas se reorganizam epigeneticamente, o que implica mudança na cromatina e metilação do DNA; esta reprogramação se extende ao estágio de blastócisto. As modificações covalentes dos histonas e a metilação do DNA se consideram marcas epigenéticas mais importantes no desenvolvimento do embrião pré implantado. Finalmente, no zigoto se distingüem os polos animal-vegetal pela expulsão do corpo polar. Logo sofre uma série de divisões que originam ao blastócisto, onde se distingüe o caminho embrionário-abembrionário, para em seguida entrar ao útero previamente preparado para a implantação.
Palavras-chave: desenvolvimento embrionário, células germinais, reprogramação epigenética, fertilização, zigoto e blastócisto.
