مواضيع المحاضرة:
background image

Chapter 2 

Gametogenesis: 

conversion of germ cells 

into male and female 

gametes  

 


background image

Source of gametes 

• Fertilization= Male gamete (Sperm) + female gamete (oocyte)  zygote 
• Primordial Germ Cells (PGCs) are the source of GAMETES 

Primordial germ cells 

•  Form in epiblast: 2

nd

 wk 

•  Move to yolk sac 

 

PGCs 

Migrate to developing gonads: 4

th

 wk

    

Reach gonads: end of 5

th

 wk 

PGCs   mitosis = increase in number 


background image

PGCs 

• PGCs = pluripotent cells 
• PGC  Gametogenesis = formation of Male & female gametes   
• Gametogenesis = meiosis + cytodifferentiation 

Clinical Correlates (CC) 

PGCs and Teratomas 

• Teratomas are tumors of disputed origin that often contain a variety of tissues, 

such as bone, hair, muscle, gut epithelia, and others.  

• It is thought that these tumors arise from pluripotent stem cells that can 

differentiate into any of the three germ layers or their derivatives. Some evidence 
suggests that PGCs that have strayed from their normal migratory paths could be 
responsible for some of these tumors. 

• Another source may be epiblast cells that give rise to all three germ layers during 

gastrulation. 


background image

Oropharnyngeal teratoma. 

 

• These tumors may arise from 

primordial germ cells or from 
epiblast cells both of which are 
pluripotent. 

• Tissues within the tumors include 

derivatives of all three germ layers 
and may include gut, bone, skin, 
teeth, etc.  

Sacrococcygeal teratoma 


background image

THE CHROMOSOME THEORY OF INHERITANCE 

• Traits =  genes (maternal + paternal) 
• 23000 genes on 46 chromosomes 
• Genes on same chm. : LINKED GENES, inherited together 
• Somatic cells: (DIPLOID NUMBER OF CHMS.)  

– 23 pairs of homologous chms  

• (23 maternal chms + 23 paternal chms) 

– 22 (pairs) autosomes +1(pair) sex chms 

»

XX: genetically female 

»

XY: genetically male 

• Gametes: (HAPLOID NUMBER)= 23 chms.  

 

 

 
 


background image

Mitosis vs 

meiosis 


background image

MITOSIS 

one cell 2 daughter cells 

daughter cells are genetically identical to parent cell 


background image

MEIOSIS: in germ cells, to produce gametes 


background image

Crossover 

• Crossovers, critical events in meiosis I, are 

the interchange of chromatid segments 

between paired homologous chromosomes 

• Segments of chromatids break and are exchanged 
• As separation occurs, points of interchange are temporarily united and form an X-

like structure, a (

chiasma

).  

• Approximately 

30 to 40 crossovers 

with each meiotic I division (1 or 2 per chromo.) 

• Most frequent between genes that are far apart on a chromosome. 

 

CROSSOVER 

Interchange of chromatid segments 

30-40 crossovers/division 

Results of meiosis 

• Genetic variability

 is enhanced through 

– crossover

, which redistributes genetic 

material 

– random distribution

 of homologous 

chromosomes to the daughter cells 

• Each germ cell contains a haploid number

 

of chromosomes, so that at fertilization the 
diploid number of 46 is restored.

 


background image

Polar bodies 


background image

Clinical correlates (CC) 

BIRTH DEFECTS & SPONTANEOUS ABORTIONS: 

CHROMOSOMAL & GENETIC FACTORS 

• Chromosomal abnormalities: 

– Numerical 
– Structural 

• Gene mutations 
 

Numerical abnormalities 

• Diploid (2n) 46 chromosomes: normal human somatic cells 
• Haploid (n) 23 chromosomes: normal gamete 
• Euploid (diploid, triploid): any exact multiple of n 
• Aneuploid: any chm No. not euploid 

– Trisomy: extra chm 
– Monosomy: missing chm 

 

• Causes 
 Nondisjunction-meiosis 
 Nondisjunction-mitosis:mosaicism 
 Translocations  


background image

Nondisjunction 

in meiosis 


background image

Mitotic nondisjunction 

 MOSAICISM 

• During early cell division of the embryo:  
EMBRYONIC CELL  Normal cells + Cells with abnormal chm No. =   

MOSAICISM 
 

                           

 
 
 

Translocations 

• Breakage & reunion of 

chromosomes pieces 

• Balanced = no genetic material 

is lost  normal individual 

• Unbalanced = lost genetic 

material  abnormal 
individual e.g.: Down syndrome 
(extra copy of Ch 21)  

 


background image

 

DOWN SYNDROME, TRISOMY 21 

•meiotic nondisjunction 
•unbalanced translocation 
•mosaicism 

 


background image

TRISOMY21 (DOWN SYNDROME) 

• Is caused by an extra copy of chromosome 21(trisomy 21) 
•  Features of children with Down syndrome include growth retardation; varying 

degrees of mental retardation; craniofacial abnormalities, including upward 
slanting eyes, epicanthal folds (extra skin folds at the medial corners of the eyes), 
flat facies, and small ears; cardiac defects; and hypotonia. These individuals also 
have relatively high incidences of leukemia, infections, thyroid dysfunction, and 
premature aging. Furthermore, nearly all develop signs of Alzheimer’sdisease after 
age 35.  

• In 95% of cases: the syndrome is caused by trisomy 21 resulting from 

meiotic 

nondisjunctionduring oocyte formation.  

• The risk 

increases with maternal age at age 35 & at age 40

• In 4% of cases: there is an unbalanced translocation between chromosome 21 and 

chromosome 13, 14, or 15.  

• In 1% of cases: the cause is 

mosaicism resulting from mitotic nondisjunction

These individuals have some cells with a normal chromosome number and some 
that are aneuploid. They may exhibit few or many of the characteristics of Down 
syndrome. 


background image

A. Child with Down syndrome. Note the flat 

broad face, oblique palpebral fissures, and 
protruding tongue. Children with Down 
syndrome usually have some degree of 
mental retardation and many have cardiac 
defects. 

B .Another characteristic of 
these children is a broad hand 
with a single transverse (simian) 
crease. 


background image

KLINFELTER SYNDROME 

47,XXY,    48,XXXY 

• Sex chromatin body (Barr body) 
• Only in males 
• Detected at puberty 
• Sterility 
• Testicular atrophy 
• Gynecomastia 
• Causes: meiosis nondisjunction 

TURNER SYNDROME 45,X 

• The only monosomy compatible with life 
• Females 
• Barr body negative 
• Gonadal dysgenesis: (absence of ovaries) 
• Short stature 
• Causes:  

– NDJ in male gamete  
– structural abnormalities of X chm 
– mosaicism 


background image

Structural abnormalities 

• Chromosomal breakage: environmental factors, viruses, radiation & drugs 
• Deletion: Cri-du-chat syndrome: partial deletion of short arm of chr. 5 
• Microdeletions: contiguous gene syndrome:  

Angelman syndrome 

& Prader-willi 

syndrome 

 Long arm of chr. 15 
 Angelman syndrome

maternal chr. 

 Prader-willi syndrome

paternal chr. 

 Genomic imprinting 


background image

Gene mutations 

• Gene mutations cause: 
• 1- Congenital malformations:  

– Inherited: Mendelian pattern of inheritance  
– Single gene mutation: change in structure or function of a single gene 

• Genes exist as pairs: Alleles (there are two doses for each genetic determinant) 
• One from the mother and one from the father 
• Dominant mutation: when a mutant gene produces an abnormality in a single 

dose 

• Recessive mutation: both alleles must be abnormal (double dose), or if the 

mutation is X-linked in the male 

2- Inborn errors of metabolism: 

– Phenylketoneuria 
– Homocystinuria 
– Galactosemia  
– Cause intellectual disabilities if proper diets and medical care are not given. 

 


background image

Diagnostic techniques for identifying genetic abnormalities 

• Cytogenic analysis: assess chrm No. & integrity 

– Arrest mitosis at metaphase 
– Giemsa stain 
– G-bands (No. of genes) 
– High-resolution metaphase banding techniques 

Fluoroscence in situ hybridization (FISH) 

• FISH use specific DNA probes to identify ploidy for a few selected 

chromosomes and for detecting microdeletions. 

• Fluorescent probes are hybridized to chromosomes or genetic loci using cells 

on a slide, and the results are visualized with a fluorescence microscope.  


background image

background image

Gametogenesis  


background image

Oogenesis  

Maturation of female gametes (oocyte) 

Begins during intrauterine life 

Stops 

Continues at puberty 

 

OOGENESIS 

 Maturation of oocytes begins before birth 


background image

OOGENESIS 

Maturation of oocytes begins before birth 


background image

Maturation of oocytes continues after puberty 


background image

Maturation of oocytes continues after puberty 


background image

Maturation of the oocyte 


background image

SPERMATOGENESIS 

Maturation of male gametes (sperm) 

Begins after puberty 


background image

Testis  

A. Cross section through primitive sex 
cords of a newborn boy showing 
primordial germ cells and supporting cells.  

B. Cross section through a seminiferous 
tubule at puberty. Note the different 
stages of spermatogenesis and that 
developing sperm cells are embedded in 
the cytoplasmic processes of a Sertoli cell.  


background image

• Spermatogenesis 


Spermeiogenesis  


background image

The products of meiosis 

SPERMIOGENESIS 


background image

ABNORMAL GAMETES 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 166 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل