Time to match; when do homologous chromosomes become closer?

Acord transformatiu CRUE-CSICAltres ajuts: Universitat Autònoma de Barcelona CF-180034, CERCA Programme/Generalitat de Catalunya, PIF UABIn most eukaryotes, pairing of homologous chromosomes is an essential feature of meiosis that ensures homologous recombination and segregation. However, when the pairing process begins, it is still under investigation. Contrasting data exists in Mus musculus, since both leptotene DSB-dependent and preleptotene DSB-independent mechanisms have been described. To unravel this contention, we examined homologous pairing in pre-meiotic and meiotic Mus musculus cells using a three-dimensional fluorescence in situ hybridization-based protocol, which enables the analysis of the entire karyotype using DNA painting probes. Our data establishes in an unambiguously manner that 73.83% of homologous chromosomes are already paired at premeiotic stages (spermatogonia-early preleptotene spermatocytes). The percentage of paired homologous chromosomes increases to 84.60% at mid-preleptotene-zygotene stage, reaching 100% at pachytene stage. Importantly, our results demonstrate a high percentage of homologous pairing observed before the onset of meiosis; this pairing does not occur randomly, as the percentage was higher than that observed in somatic cells (19.47%) and between nonhomologous chromosomes (41.1%). Finally, we have also observed that premeiotic homologous pairing is asynchronous and independent of the chromosome size, GC content, or presence of NOR regions

Divergent patterns of meiotic double strand breaks and synapsis initiation dynamics suggest an evolutionary shift in the meiosis program between American and Australian marsupials

In eutherian mammals, hundreds of programmed DNA double-strand breaks (DSBs) are generated at the onset of meiosis. The DNA damage response is then triggered. Although the dynamics of this response is well studied in eutherian mammals, recent findings have revealed different patterns of DNA damage signaling and repair in marsupial mammals. To better characterize these differences, here we analyzed synapsis and the chromosomal distribution of meiotic DSBs markers in three different marsupial species (Thylamys elegans, Dromiciops gliorides, and Macropus eugenii) that represent South American and Australian Orders. Our results revealed inter-specific differences in the chromosomal distribution of DNA damage and repair proteins, which were associated with differing synapsis patterns. In the American species T. elegans and D. gliroides, chromosomal ends were conspicuously polarized in a bouquet configuration and synapsis progressed exclusively from the telomeres towards interstitial regions. This was accompanied by sparse H2AX phosphorylation, mainly accumulating at chromosomal ends. Accordingly, RAD51 and RPA were mainly localized at chromosomal ends throughout prophase I in both American marsupials, likely resulting in reduced recombination rates at interstitial positions. In sharp contrast, synapsis initiated at both interstitial and distal chromosomal regions in the Australian representative M. eugenii, the bouquet polarization was incomplete and ephemeral, γH2AX had a broad nuclear distribution, and RAD51 and RPA foci displayed an even chromosomal distribution. Given the basal evolutionary position of T. elegans, it is likely that the meiotic features reported in this species represent an ancestral pattern in marsupials and that a shift in the meiotic program occurred after the split of D. gliroides and the Australian marsupial clade. Our results open intriguing questions about the regulation and homeostasis of meiotic DSBs in marsupials. The low recombination rates observed at the interstitial chromosomal regions in American marsupials can result in the formation of large linkage groups, thus having an impact in the evolution of their genomesThis work was supported by grants CGL 2014-53106-P to JP (Ministerio de Ecomonía y Competitividad, Spain), BIOUAM02- 2020 to JP and RG (Departamento de Biología, Universidad Autónoma de Madrid), PID 2020-112557 GB-I00 to AR-H. (Ministerio de Ciencia e Innovación, Spain) and from the Australian Research Council to MBR, GS, and PDW. (DP21103512 and DP220101429). PW is also supported by the NHMRC (APP1182667 and APP2021172). LM-G was supported by a FPU predoctoral fellowship from the Ministry of Science, Innovation and University (FPU18/03867

Posicionament cromosòmic en cèl·lules de l’espermatogènesi de Mus musculus

Els cromosomes ocupen regions específiques del nucli anomenades territoris cromosòmics. En cèl·lules somàtiques, el posicionament dels cromosomes està condicionat per la densitat gènica, l’activitat transcripcional i el contingut de guanina-citosina. Aquestes associacions evidencien l’existència d’una relació funcional entre la territorialitat cromosòmica i l’expressió gènica. Disposem de poques dades sobre el posicionament cromosòmic durant l’espermatogènesi. Alguns autors suggereixen que la distribució dels cromosomes en cèl·lules espermatogèniques podria condicionar el correcte desenvolupament de l’espermatogènesi i tenir implicacions en l’expressió gènica de l’embrió. L’objectiu d’aquesta tesi doctoral va ser establir un model tridimensional de la territorialitat cromosòmica durant les diferents fases del procés de l’espermatogènesi de Mus musculus. Per assolir aquest objectiu es va desenvolupar una metodologia per a l’estudi tridimensional del posicionament cromosòmic en cèl·lules germinals i espermatozoides amb la finalitat de descriure el posicionament i identificar els factors que regulen la territorialitat dels cromosomes en aquests tipus cel·lulars. Es va utilitzar teixit testicular procedent d’individus de la soca C57BL/6J de Mus musculus. La metodologia desenvolupada va consistir en l’aplicació dels següents procediments: i) fixació cel·lular preservant la tridimensionalitat nuclear, ii) hibridació in situ fluorescent de tots els cromosomes de ratolí, iii) captura d’imatges amb microscòpia confocal, iii) identificació cel·lular mitjançant immunofluorescència, iv) anàlisi d’imatges utilitzant el programa Matlab, v) obtenció de dades numèriques i anàlisi estadística. Aquesta metodologia va permetre l’estudi del posicionament de tots els cromosomes del genoma de ratolí en cinc estadis cel·lulars que cobreixen la totalitat del procés espermatogènic: espermatogoni-preleptotè inicial, espermatòcits I a l’estadi de preleptotè mitjà-zigotè, espermatòcits I a l’estadi de paquitè, espermàtides rodones i espermatozoides. Per cada estadi es van obtenir dades del volum de cada cromosoma, la posició dels cromosomes en relació a l’eix centre-perifèria nuclear i les freqüències d’encavalcament entre cromosomes. Els resultats van posar de manifest que el posicionament radial i relatiu dels cromosomes durant l’espermatogènesi és dinàmic i no aleatori. Són nombroses les evidències observades que permeten concloure que els esdeveniments cromosòmics que condueixen a la recombinació meiòtica determinen la dinàmica de posicionament dels cromosomes homòlegs des de l’etapa d’espermatogoni fins a l’etapa de paquitè. En aquest sentit s’ha observat que els cromosomes homòlegs comparteixen el mateix territori cromosòmic en etapes properes a l’inici de la meiosi. A més, l’estructura de bouquet condiciona l’organització territorial del nucli a l’etapa de paquitè en funció de la mida cromosòmica, observant-se els cromosomes més petits preferentment a la part perifèrica del nucli. D’altra banda, l’anàlisi dels resultats indica que l’activitat gènica és un paràmetre que condiciona el posicionament radial dels cromosomes durant tot el procés de l’espermatogènesi. La part interna del nucli presenta una concentració de material genètic superior al valor esperat. A més, els cromosomes amb més quantitat de gens implicats en el procés de l’espermatogènesi o espermiogènesi (en el cas de les espermàtides rodones), mostren més volum cromosòmic a la zona mitja-interna del nucli. Finalment, hem observat que els cromosomes sexuals presenten un posicionament radial dinàmic durant l’espermatogènesi, directament relacionat amb els processos d’inactivació transcripcional que experimenten al llarg del procés. En relació al posicionament relatiu entre cromosomes, els resultats van mostrar que les interaccions entre cromosomes al nucli de les cèl·lules germinals i dels espermatozoides no són aleatòries suggerint implicacions funcionals rellevants. Tot i així, no s’han identificat els factors que determinen aquesta posició relativa a excepció de l’efecte de la mida en l’estadi de paquitè i en les espermàtides rodones. Finalment, també s’ha pogut concloure que el posicionament dels cromosomes respecte l’eix longitudinal del nucli dels espermatozoides no és aleatori suggerint la importància d’un posicionament longitudinal ordenat pels processos d’alliberament i activació del genoma patern desprès de la fecundació.Chromosomes occupy specific regions of the nucleus called chromosome territories. In somatic cells, the positioning of the chromosomes is conditioned by gene density, transcriptional activity and the guanine-cytosine content. These associations demonstrate the existence of a functional relationship between chromosomal territoriality and gene expression. Little is known about chromosomal positioning during spermatogenesis. Some authors have suggested that the chromosomes distribution in spermatogenic cells could affect spermatogenesis development and have implications for embryo gene expression. The objective of this doctoral thesis was to establish a three-dimensional model of chromosomal territoriality during the different stages of the Mus musculus spermatogenesis. To achieve this objective, we have developed a methodology for performing three-dimensional study of chromosomes positioning in germ cells and spermatozoa with the aim to describe the chromosome positioning, and to identify the factors that regulate the territoriality of the chromosomes in these cell types. Testicular tissue from individuals of C57BL6J Mus musculus strain was used. The methodology developed consisted in the following procedures: i) optimized cell fixation to preserve the three-dimensionality of the nuclei, ii) fluorescence in situ hybridization of all mouse chromosomes, iii) three-dimensional image captures by confocal microscopy, iii) cell identification by immunofluorescence iv) image analysis using Matlab, v) numerical data extraction and statistical analysis. This methodology allowed the study of all chromosomes positioning of the mouse genome in five cellular stages, which cover the whole spermatogenic process: spermatogonia-early preleptotene, spermatocytes I at mid preleptotene-zygotene stages, spermatocytes I at pachytene stage, round spermatids and spermatozoa. For each stage, data of the nuclear volume occupied by each chromosome were obtained, the position of chromosomes according to the central-peripheral nuclear axis and the overlapping frequency between chromosomes. Results showed that radial and relative positioning of chromosomes during spermatogenesis is dynamic and non-random. Several evidences were observed indicating that the chromosomal events that lead to meiotic recombination determine the dynamics of homologue chromosomes position from spermatogonia to pachytene stage. In this sense, it has been observed that homologous chromosomes share the same chromosomal territory in stages near the beginning of meiosis. In addition, the bouquet distribution affects the territoriality organization of the nucleus at pachytene stage in accordance to chromosomal size, being the smallest chromosomes preferably observed in the nucleus periphery. On the other hand, several pieces of data suggest that gene activity is closely associated with the radial positioning of chromosomes throughout the spermatogenesis process. For instance, the nucleus interior presents a higher concentration of genetic material than the expected value. In addition, chromosomes with more number of genes involved spermatogenesis process or spermiogenesis (in the case of round spermatids), show more chromosomal volume in the middle-internal area of ​​the nucleus. Finally, we have observed that sex chromosomes present a dynamic radial positioning during spermatogenesis, directly related to the transcriptional inactivation processes that they experience throughout the process. In relation to the relative positioning between chromosomes, the results showed that the interactions between chromosomes in the nucleus of germ cells and spermatozoa are not random, suggesting relevant functional implications. Even so, it has not been identified any factors that determine the relative position to the exception of the effect chromosome size at pachytene stage and round spermatids. Finally, it has also been concluded that the chromosome positioning in relation to the longitudinal axis of the sperm nucleus is not random, suggesting the importance of an ordered longitudinal positioning for the processes of release and activation of the paternal genome after fertilization

Posicionament cromosòmic en cèl·lules de l’espermatogènesi de Mus musculus

Els cromosomes ocupen regions específiques del nucli anomenades territoris cromosòmics. En cèl·lules somàtiques, el posicionament dels cromosomes està condicionat per la densitat gènica, l’activitat transcripcional i el contingut de guanina-citosina. Aquestes associacions evidencien l’existència d’una relació funcional entre la territorialitat cromosòmica i l’expressió gènica. Disposem de poques dades sobre el posicionament cromosòmic durant l’espermatogènesi. Alguns autors suggereixen que la distribució dels cromosomes en cèl·lules espermatogèniques podria condicionar el correcte desenvolupament de l’espermatogènesi i tenir implicacions en l’expressió gènica de l’embrió. L’objectiu d’aquesta tesi doctoral va ser establir un model tridimensional de la territorialitat cromosòmica durant les diferents fases del procés de l’espermatogènesi de Mus musculus. Per assolir aquest objectiu es va desenvolupar una metodologia per a l’estudi tridimensional del posicionament cromosòmic en cèl·lules germinals i espermatozoides amb la finalitat de descriure el posicionament i identificar els factors que regulen la territorialitat dels cromosomes en aquests tipus cel·lulars. Es va utilitzar teixit testicular procedent d’individus de la soca C57BL/6J de Mus musculus. La metodologia desenvolupada va consistir en l’aplicació dels següents procediments: i) fixació cel·lular preservant la tridimensionalitat nuclear, ii) hibridació in situ fluorescent de tots els cromosomes de ratolí, iii) captura d’imatges amb microscòpia confocal, iii) identificació cel·lular mitjançant immunofluorescència, iv) anàlisi d’imatges utilitzant el programa Matlab, v) obtenció de dades numèriques i anàlisi estadística. Aquesta metodologia va permetre l’estudi del posicionament de tots els cromosomes del genoma de ratolí en cinc estadis cel·lulars que cobreixen la totalitat del procés espermatogènic: espermatogoni-preleptotè inicial, espermatòcits I a l’estadi de preleptotè mitjà-zigotè, espermatòcits I a l’estadi de paquitè, espermàtides rodones i espermatozoides. Per cada estadi es van obtenir dades del volum de cada cromosoma, la posició dels cromosomes en relació a l’eix centre-perifèria nuclear i les freqüències d’encavalcament entre cromosomes. Els resultats van posar de manifest que el posicionament radial i relatiu dels cromosomes durant l’espermatogènesi és dinàmic i no aleatori. Són nombroses les evidències observades que permeten concloure que els esdeveniments cromosòmics que condueixen a la recombinació meiòtica determinen la dinàmica de posicionament dels cromosomes homòlegs des de l’etapa d’espermatogoni fins a l’etapa de paquitè. En aquest sentit s’ha observat que els cromosomes homòlegs comparteixen el mateix territori cromosòmic en etapes properes a l’inici de la meiosi. A més, l’estructura de bouquet condiciona l’organització territorial del nucli a l’etapa de paquitè en funció de la mida cromosòmica, observant-se els cromosomes més petits preferentment a la part perifèrica del nucli. D’altra banda, l’anàlisi dels resultats indica que l’activitat gènica és un paràmetre que condiciona el posicionament radial dels cromosomes durant tot el procés de l’espermatogènesi. La part interna del nucli presenta una concentració de material genètic superior al valor esperat. A més, els cromosomes amb més quantitat de gens implicats en el procés de l’espermatogènesi o espermiogènesi (en el cas de les espermàtides rodones), mostren més volum cromosòmic a la zona mitja-interna del nucli. Finalment, hem observat que els cromosomes sexuals presenten un posicionament radial dinàmic durant l’espermatogènesi, directament relacionat amb els processos d’inactivació transcripcional que experimenten al llarg del procés. En relació al posicionament relatiu entre cromosomes, els resultats van mostrar que les interaccions entre cromosomes al nucli de les cèl·lules germinals i dels espermatozoides no són aleatòries suggerint implicacions funcionals rellevants. Tot i així, no s’han identificat els factors que determinen aquesta posició relativa a excepció de l’efecte de la mida en l’estadi de paquitè i en les espermàtides rodones. Finalment, també s’ha pogut concloure que el posicionament dels cromosomes respecte l’eix longitudinal del nucli dels espermatozoides no és aleatori suggerint la importància d’un posicionament longitudinal ordenat pels processos d’alliberament i activació del genoma patern desprès de la fecundació.Chromosomes occupy specific regions of the nucleus called chromosome territories. In somatic cells, the positioning of the chromosomes is conditioned by gene density, transcriptional activity and the guanine-cytosine content. These associations demonstrate the existence of a functional relationship between chromosomal territoriality and gene expression. Little is known about chromosomal positioning during spermatogenesis. Some authors have suggested that the chromosomes distribution in spermatogenic cells could affect spermatogenesis development and have implications for embryo gene expression. The objective of this doctoral thesis was to establish a three-dimensional model of chromosomal territoriality during the different stages of the Mus musculus spermatogenesis. To achieve this objective, we have developed a methodology for performing three-dimensional study of chromosomes positioning in germ cells and spermatozoa with the aim to describe the chromosome positioning, and to identify the factors that regulate the territoriality of the chromosomes in these cell types. Testicular tissue from individuals of C57BL6J Mus musculus strain was used. The methodology developed consisted in the following procedures: i) optimized cell fixation to preserve the three-dimensionality of the nuclei, ii) fluorescence in situ hybridization of all mouse chromosomes, iii) three-dimensional image captures by confocal microscopy, iii) cell identification by immunofluorescence iv) image analysis using Matlab, v) numerical data extraction and statistical analysis. This methodology allowed the study of all chromosomes positioning of the mouse genome in five cellular stages, which cover the whole spermatogenic process: spermatogonia-early preleptotene, spermatocytes I at mid preleptotene-zygotene stages, spermatocytes I at pachytene stage, round spermatids and spermatozoa. For each stage, data of the nuclear volume occupied by each chromosome were obtained, the position of chromosomes according to the central-peripheral nuclear axis and the overlapping frequency between chromosomes. Results showed that radial and relative positioning of chromosomes during spermatogenesis is dynamic and non-random. Several evidences were observed indicating that the chromosomal events that lead to meiotic recombination determine the dynamics of homologue chromosomes position from spermatogonia to pachytene stage. In this sense, it has been observed that homologous chromosomes share the same chromosomal territory in stages near the beginning of meiosis. In addition, the bouquet distribution affects the territoriality organization of the nucleus at pachytene stage in accordance to chromosomal size, being the smallest chromosomes preferably observed in the nucleus periphery. On the other hand, several pieces of data suggest that gene activity is closely associated with the radial positioning of chromosomes throughout the spermatogenesis process. For instance, the nucleus interior presents a higher concentration of genetic material than the expected value. In addition, chromosomes with more number of genes involved spermatogenesis process or spermiogenesis (in the case of round spermatids), show more chromosomal volume in the middle-internal area of ​​the nucleus. Finally, we have observed that sex chromosomes present a dynamic radial positioning during spermatogenesis, directly related to the transcriptional inactivation processes that they experience throughout the process. In relation to the relative positioning between chromosomes, the results showed that the interactions between chromosomes in the nucleus of germ cells and spermatozoa are not random, suggesting relevant functional implications. Even so, it has not been identified any factors that determine the relative position to the exception of the effect chromosome size at pachytene stage and round spermatids. Finally, it has also been concluded that the chromosome positioning in relation to the longitudinal axis of the sperm nucleus is not random, suggesting the importance of an ordered longitudinal positioning for the processes of release and activation of the paternal genome after fertilization

Altered bivalent positioning in metaphase I human spermatocytes from Robertsonian translocation carriers

Purpose: The study aims to determine whether there is an altered bivalent positioning in metaphase I human spermatocytes from Robertsonian translocation carriers. Methods: Metaphase I human spermatocytes from three 45,XY,der(13;14)(q10;q10) individuals and a 45,XY,der(14;15)(q10;q10) individual were analyzed. Proximity relationships of bivalents were established by analyzing meiotic preparations combining Leishman staining and multiplex-FISH procedures. Poisson regression model was used to determine proximity frequencies between bivalents and to assess associations with chromosome size, gene density, acrocentric morphology, and chromosomes with heterochromatic blocks. The hierarchical cluster Ward method was used to characterize the groups of bivalents with preferred proximities in a cluster analysis. Bivalent groups obtained were individually compared with those obtained in normal karyotype individuals evaluated in a previous study. Results: A total of 1288 bivalents were examined, giving a total of 2289 proximity data. Only four positive significant proximities were detected for each type of Robertsonian translocation. Significant bivalent associations were only observed by small-size chromosomes for MI,22,XY,III(13q14q). These results were clearly divergent from 46,XY individuals. Moreover, cluster analysis revealed that about 30 % of the bivalents showed changes in their proximity relationships in metaphase I. Conclusions: The territorial organization of bivalents in metaphase I human spermatocytes changes in the presence of a Robertsonian translocation

Realització d'un subcultiu

Aquest vídeo està associat a les pràctiques de laboratori de les assignatures de la Facultat de Biociències: Ampliació de Biologia cel·lular (100770), Cultius cel·lulars (100887), Cultius cel·lulars (100929); Facultat de Ciències: Microbiologia, Immunologia i Cultius cel·lulars (103979) i Facultat de Veterinària: Cultius cel·lulars en recerca biomèdica (103977)

Bona praxis al Laboratori de cultius

Aquest vídeo està associat a les pràctiques de laboratori de les assignatures de la Facultat de Biociències: Ampliació de Biologia cel·lular (100770), Cultius cel·lulars (100887), Cultius cel·lulars (100929); Facultat de Ciències: Microbiologia, Immunologia i Cultius cel·lulars (103979) i Facultat de Veterinària: Cultius cel·lulars en recerca biomèdica (103977)

Inducció i detecció de l'apoptosi

Aquest vídeo està associat a les pràctiques de laboratori de les assignatures de la Facultat de Biociències: Ampliació de Biologia cel·lular (100770), Cultius cel·lulars (100887), Cultius cel·lulars (100929); Facultat de Ciències: Microbiologia, Immunologia i Cultius cel·lulars (103979) i Facultat de Veterinària: Cultius cel·lulars en recerca biomèdica (103977)

Posicionament cromosòmic en cèl·lules de l'espermatogènesi de Mus musculus

Els cromosomes ocupen regions específiques del nucli anomenades territoris cromosòmics. En cèl·lules somàtiques, el posicionament dels cromosomes està condicionat per la densitat gènica, l'activitat transcripcional i el contingut de guanina-citosina. Aquestes associacions evidencien l'existència d'una relació funcional entre la territorialitat cromosòmica i l'expressió gènica. Disposem de poques dades sobre el posicionament cromosòmic durant l'espermatogènesi. Alguns autors suggereixen que la distribució dels cromosomes en cèl·lules espermatogèniques podria condicionar el correcte desenvolupament de l'espermatogènesi i tenir implicacions en l'expressió gènica de l'embrió. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral va ser establir un model tridimensional de la territorialitat cromosòmica durant les diferents fases del procés de l'espermatogènesi de Mus musculus. Per assolir aquest objectiu es va desenvolupar una metodologia per a l'estudi tridimensional del posicionament cromosòmic en cèl·lules germinals i espermatozoides amb la finalitat de descriure el posicionament i identificar els factors que regulen la territorialitat dels cromosomes en aquests tipus cel·lulars. Es va utilitzar teixit testicular procedent d'individus de la soca C57BL/6J de Mus musculus. La metodologia desenvolupada va consistir en l'aplicació dels següents procediments: i) fixació cel·lular preservant la tridimensionalitat nuclear, ii) hibridació in situ fluorescent de tots els cromosomes de ratolí, iii) captura d'imatges amb microscòpia confocal, iii) identificació cel·lular mitjançant immunofluorescència, iv) anàlisi d'imatges utilitzant el programa Matlab, v) obtenció de dades numèriques i anàlisi estadística. Aquesta metodologia va permetre l'estudi del posicionament de tots els cromosomes del genoma de ratolí en cinc estadis cel·lulars que cobreixen la totalitat del procés espermatogènic: espermatogoni-preleptotè inicial, espermatòcits I a l'estadi de preleptotè mitjà-zigotè, espermatòcits I a l'estadi de paquitè, espermàtides rodones i espermatozoides. Per cada estadi es van obtenir dades del volum de cada cromosoma, la posició dels cromosomes en relació a l'eix centre-perifèria nuclear i les freqüències d'encavalcament entre cromosomes. Els resultats van posar de manifest que el posicionament radial i relatiu dels cromosomes durant l'espermatogènesi és dinàmic i no aleatori. Són nombroses les evidències observades que permeten concloure que els esdeveniments cromosòmics que condueixen a la recombinació meiòtica determinen la dinàmica de posicionament dels cromosomes homòlegs des de l'etapa d'espermatogoni fins a l'etapa de paquitè. En aquest sentit s'ha observat que els cromosomes homòlegs comparteixen el mateix territori cromosòmic en etapes properes a l'inici de la meiosi. A més, l'estructura de bouquet condiciona l'organització territorial del nucli a l'etapa de paquitè en funció de la mida cromosòmica, observant-se els cromosomes més petits preferentment a la part perifèrica del nucli. D'altra banda, l'anàlisi dels resultats indica que l'activitat gènica és un paràmetre que condiciona el posicionament radial dels cromosomes durant tot el procés de l'espermatogènesi. La part interna del nucli presenta una concentració de material genètic superior al valor esperat. A més, els cromosomes amb més quantitat de gens implicats en el procés de l'espermatogènesi o espermiogènesi (en el cas de les espermàtides rodones), mostren més volum cromosòmic a la zona mitja-interna del nucli. Finalment, hem observat que els cromosomes sexuals presenten un posicionament radial dinàmic durant l'espermatogènesi, directament relacionat amb els processos d'inactivació transcripcional que experimenten al llarg del procés. En relació al posicionament relatiu entre cromosomes, els resultats van mostrar que les interaccions entre cromosomes al nucli de les cèl·lules germinals i dels espermatozoides no són aleatòries suggerint implicacions funcionals rellevants. Tot i així, no s'han identificat els factors que determinen aquesta posició relativa a excepció de l'efecte de la mida en l'estadi de paquitè i en les espermàtides rodones. Finalment, també s'ha pogut concloure que el posicionament dels cromosomes respecte l'eix longitudinal del nucli dels espermatozoides no és aleatori suggerint la importància d'un posicionament longitudinal ordenat pels processos d'alliberament i activació del genoma patern desprès de la fecundació.Chromosomes occupy specific regions of the nucleus called chromosome territories. In somatic cells, the positioning of the chromosomes is conditioned by gene density, transcriptional activity and the guanine-cytosine content. These associations demonstrate the existence of a functional relationship between chromosomal territoriality and gene expression. Little is known about chromosomal positioning during spermatogenesis. Some authors have suggested that the chromosomes distribution in spermatogenic cells could affect spermatogenesis development and have implications for embryo gene expression. The objective of this doctoral thesis was to establish a three-dimensional model of chromosomal territoriality during the different stages of the Mus musculus spermatogenesis. To achieve this objective, we have developed a methodology for performing three-dimensional study of chromosomes positioning in germ cells and spermatozoa with the aim to describe the chromosome positioning, and to identify the factors that regulate the territoriality of the chromosomes in these cell types. Testicular tissue from individuals of C57BL6J Mus musculus strain was used. The methodology developed consisted in the following procedures: i) optimized cell fixation to preserve the three-dimensionality of the nuclei, ii) fluorescence in situ hybridization of all mouse chromosomes, iii) three-dimensional image captures by confocal microscopy, iii) cell identification by immunofluorescence iv) image analysis using Matlab, v) numerical data extraction and statistical analysis. This methodology allowed the study of all chromosomes positioning of the mouse genome in five cellular stages, which cover the whole spermatogenic process: spermatogonia-early preleptotene, spermatocytes I at mid preleptotene-zygotene stages, spermatocytes I at pachytene stage, round spermatids and spermatozoa. For each stage, data of the nuclear volume occupied by each chromosome were obtained, the position of chromosomes according to the central-peripheral nuclear axis and the overlapping frequency between chromosomes. Results showed that radial and relative positioning of chromosomes during spermatogenesis is dynamic and non-random. Several evidences were observed indicating that the chromosomal events that lead to meiotic recombination determine the dynamics of homologue chromosomes position from spermatogonia to pachytene stage. In this sense, it has been observed that homologous chromosomes share the same chromosomal territory in stages near the beginning of meiosis. In addition, the bouquet distribution affects the territoriality organization of the nucleus at pachytene stage in accordance to chromosomal size, being the smallest chromosomes preferably observed in the nucleus periphery. On the other hand, several pieces of data suggest that gene activity is closely associated with the radial positioning of chromosomes throughout the spermatogenesis process. For instance, the nucleus interior presents a higher concentration of genetic material than the expected value. In addition, chromosomes with more number of genes involved spermatogenesis process or spermiogenesis (in the case of round spermatids), show more chromosomal volume in the middle-internal area of ​​the nucleus. Finally, we have observed that sex chromosomes present a dynamic radial positioning during spermatogenesis, directly related to the transcriptional inactivation processes that they experience throughout the process. In relation to the relative positioning between chromosomes, the results showed that the interactions between chromosomes in the nucleus of germ cells and spermatozoa are not random, suggesting relevant functional implications. Even so, it has not been identified any factors that determine the relative position to the exception of the effect chromosome size at pachytene stage and round spermatids. Finally, it has also been concluded that the chromosome positioning in relation to the longitudinal axis of the sperm nucleus is not random, suggesting the importance of an ordered longitudinal positioning for the processes of release and activation of the paternal genome after fertilization