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Clase 36 BIOLOGÍA DEL DESARROLLO V ![]() ![]()
La pregunta es cómo esto se convierte en un organismo complejo. Todo este proceso… Este es un embrión de pez cebra. Y la idea es entender todo este proceso. Cómo puedo llegar a organismos complejos que sus estructuras tienen subestructuras y así sucesivamente. Las cepas de ratones que se utilizan son cepas que están caracterizadas. No se puede ocupar cualquier pez, tiene q se de esa cepa. Por qué se utiliza la mosca y el pez para hacer genética por la cantidad de genes (18 mil / ¿24? Mil) Se pueden observar fácilmente las mutaciones. Se puede observar un cambio de bases en el DNA. Y estos animales, se puede trabajar con grandes cantidades. Desventaja de trabajar con estos animales se mueren muchos de los individuos, porque se usan muchas mutaciones letales, entonces yo tengo que poder además de la mutación ver cuál es la región mutada. Entonces en todos estos estudios yo puedo tener grandes cantidades para estudiar. Y uno de los organismos que ha servido muchísimo para poder entender nuestro desarrollo en los invertebrados es este anfibio que se llama _________ es una rata. Y otro organismo que ha servido para esto es la mosca. E ![]() Primero está la fertilización, después una etapa de proliferación celular muy rápida cleavage, donde cada una de las células se lama blastómeros, donde se forman unas estructuras que se llaman blastocitos. Que tiene una cavidad anterior. Y se forman también las células germinales. Después de cleavage viene una etapa que se llama gastrulación que es una de las más importantes en el desarrollo porque es el proceso en el que se forman las células germinales. Y la gastrulación que es donde se produce el movimiento celular, que vamos a ver dentro de esta estructura, y el embrión pasa de ser una estructura redonda a ser una estructura alargada. Y la gastrulación culmina con la formación de las tres capas generales que son:
Luego de gastrulado el animal… midblástula sería al final de cleavage y al principio de gastrulación. Y en este proceso de movimiento morfogenético que ocurre por unas moléculas que se llaman morfógenos, las células van a converger hacia la línea media, y esta convergencia va a formar una estructura que va a ser… movimiento hacia el medio de la célula. Estos movimientos se llaman convergencia y extensión. O extensión convergente. Porque hace que el embrión se extienda, se alargue. Luego de esto ocurre la formación de órganos, y no sólo un tipo de células germinales puede dar origen a un órgano sino que un órgano puede tener distintos tipos de células germinales, formado por distintas capas. La piel está formada por fuera por el ectodermo, pero la dermis está formada por el mesodermo. Una de las características de las células germinales en la etapa de cleavage es que se van a formar dos tipos de células:
Entonces en la organogénesis las células germinales se van a ir hacia la cola, no como las células somáticas que van a ir a lo demás. D ![]() Todo estos procesos están controlados por morfógenos, y la característica de estos morfógenos es que son moléculas que se secretan y pueden difundir. Hacen que una célula se diferencie a un tipo celular específico y esta diferenciación se va a deber a la concentración de morfógeno. E ![]() ![]() Estas diferenciaciones se deben por expresiones de genes (no se los voy a pasar ahora) por efecto riba abajo acción de receptores. Entonces los receotores van a evitar que hayan equivocaciones, van a hacer que el morfógeno señalice de una manera específica. Activación de la transcripción activación del gen que define el morfógeno. Pregunta x No necesariamente, puede ser por splicing alternativo, pero pueden ser genes distintos silenciadores, activadores, etc. Mecanismos que se van a expresar para ir moderando estas concentraciones. Este experimento no se hace con cualquier célula, tienen que ser con células… no recuerdo el nombre en este momento (no totipotenciales). Si hago el experimento con el embrión más arriba no funciona. Hay un momento en que estas células son más receptivas. La activina es una proteína soluble que es secretada. El polo animal va a corresponder a las partes del embrión, y el vegetal a lo que no es embrión, el exterior. Entonces esto funciona con una concentración de activina que yo tengo especificado, una pelotita que se ve aquí. Esto va a generar una gradiente de concentración diferentes concentraciones de morfógeno en el embrión. S ![]() Todo esto explica cómo desde una célula se generan distintos tejidos. Pgta: ¿Una célula puede tener más de un morfógeno? Rpta: Creo que no… estas moléculas que en un inicio responden a activita después ya no responden a esta sino a otro morfógeno que se llama BMP, se saca el receptor y se pone a otro pero al mismo tiempo. Pgta: ¿Entonces depende sólo de la concentración de morfógeno? Rpta: y del receptor de membrana que haya. P ![]() Rpta: las células madres vienen antes de la expresión de morfógeno. A la célula hay que agregar factores, no funciona sólo con morfógenos. Hay un plan que se llama por defecto que convierte a las células en una cosa. Y para convertirla en otra cosa hay que agregar otros factores. ![]() Y en el embrión aparte de morfógenos hay territorios morfogéneticos, es decir lugares donde se secretan morfógenos y que pueden hacer que un tejido se diferencie completamente. Y por ejemplo, este es un embrión de rana de xenopus levis donde se describió y estudió un territorio morgenético, uno de los primeros que se describió, y si yo ahora transplanto ese territorio, se lo saco a un tejido y se lo pongo a otra ranita. Resultado estas son las exremidades normales de la rana y yo le transplanté un territorio morfogenético, produciendo todos los morfógenos necesarios para producir una extremidad completa. Así que no es solamente que los morfógenos van a diferenciar en un momento determinado, sino también a partir del núcleo donde se secreta este morfógeno. P ![]() Y durante la formación de los embriones hay afinidades de tejidos; los tejidos se reconocen entre sí en el embrión. Y este es un ejemplo de afinidad en que yo toma un trozo (en xenopus) del embrión que va a dar origen a la epidermis y lo junto con otro trozo que va a dar origen a la placa neural, los juntos y los dejo desarrollarse in vitro. Estas células se van a reconocer generando un grupo de células… diferenciando el grupo de células… se forma un tejido exterior (epidermis) y el tubo neural. Las células se reconocen y van a poder juntarse las que se encuentran iguales. ¿Por qué creen que ocurre este tipo de reconocimiento? Debido a las moléculas de adhesión. Y si hago este experimento con endodermo, mesodermo, etc todas estas estructuras se reconocen y se separan, y lo que hace que se reconozcan estas células son las moléculas de adhesión, como las cadherinas por ejemplo. Y ![]() ![]() Entonces lo que va a ocurrir es que cuando las células se diferenien van a expresar moléculas de adhesión y estas van a permitir que se unan. Esas células que se unen deben ser de la misma especie. A ![]() Y ![]() Desde el núcleo de la célula somática, la célula tiene toda la información para poder generar un embrión y se puede hacer un experimento de clones que se hizo en el año (1950’ Biggs), y el lo que hizo es que sacó un núcleo no fecundado, y sacó núcleos de un renacuajo, de una célula somática, y el inyectó este núcleo en la célula que le faltaba. Y observó varias cosas:
Y cómo se hizo este experimento: en la naturaleza existen ranas que son albinas, tienen una mutación y se mueren primero, pero es una mutación natural. Cruzó - esta es la madre y estos son los huevos, y se transplantó el núcleo, y al transplantar estos núcleos a ![]() Y ![]() Pregunta: ¿Hay alguna especie que no muera prematuramente, porque dolly murió como rápido? Rpta: Sí, las vacas, no tienen este fenómeno de reducción de telómeros y los ratones tampoco. Pgta: Y en humanos que se esperaría? Rpta: no se puede en humanos por la cantidad de óvulos que se obtienen al mes (1 0 2), entonces tendría que esperar mil meses para obtener los óvulos. (Comentario de la anita y la maca sobre que quieren vender sus óvulos y no dejan escuchar las preguntas la Aivlys es egoísta porque quiere todos sus óvulos para ella) ![]() Bueno, y si uno mira embriones de distintos vertebrados ocurre algo muy curioso y es que los embriones son muy parecidos en estadíos muy tempranos. Algo que al parecer se da en todos los animales. Hay un perrito, un chanchito, un pollito, una tortuga, un lagarto, esto no sé, también hay mono, caballo, vaca. Lo que llama la atención es que la morfología del embrión es relativamente conservada. Y esto después se estudió y así surgió la biología del desarrollo; y se vió que había similitud entre los embriones, y había una idea que las moléculas que estaban involucradas en el desarrollo debían estar conservadas, y esta fue una de las primeras bases para buscar o utilizar animales o estudiar otros animales y aplicar los conocimientos a especies más complejas. V ![]() Estas son las etapas del desarrollo: La organogénesis la van a ver en embriología. Fecundación Las moléculas pueden actuar en etapas distintas del desarrollo… ehhh… bueno la fecundación va a ocurrir cuando el óvulo se une al espermio. A partir de dos células que tienen infomación genética incompleta voy a formar una célula con información genética completa. Cleavage D ![]() ![]() Figura Midblástula Comienzo de la expresión de los genes del cigoto. Recién se empiezan a expresar los genes del núcleo de la célula. Antes es sólo expresión de RNAm de la madre. Y después cuando se empiezan a expresar los genes del embrión comienza a producirse el movimiento más importante del desarrollo que es la gastrulación. ![]() Pero antes, la gente no sabía todo esto y pensaba que toda la información estaba en el espermio, y que el ovulo era sólo un receptor del homúnculo, y que al ser esto depositado en una hembra daba un ser humano. Y el organismo está formado por dos células… no sé cuál será más importante… el óvulo es más grande y aporta más citoplasma. Y el inicio ocurre en un proceso que se llama ____________. ![]() Y la fecundación, entra sólo un espermatozoide. Entra un solo núcleo que va a formar un embrión. ¿Microscopia de qué es esto? De fluorescencia. Los Microtúbulos están teñidos en verde y los RNA en azul. Entonces entran los espermatozoides, bla bla, acá está el pronúcleo femenino. Y esto se junta para formar la primera placa y la primera división celular. Y lo que está señalizado con la flechita es la cola del espermatozoide que todavía se puede ver, antes de la primera división. Pgta: puede ocurrir que el óvulo se divida antes de ser fecundado? Rpta: hay óvulos no fecundados que pueden dar origen a organismos dividiéndose (em abejas obreras). E ![]() Y ![]() Y la blástula es una estructura que tiene esta cavidad que se llama blastocele, y aquí se van a expresar los genes del embrión. Acá hay una foto, qué microscopia es esto? De barrido. Figura Y el resultado de clevage son los blastómeros. Cuando hablo de blastómero estoy hablando de cleavage. Después del cleavage viene la gastrulación. E ![]() A ![]() Qué va a pasar durante la gastrulación tengo la blástula, y las células van a empezar a migrar hacia el lado de la epidermis hacia el labio dorsal del blastoporo, para empezar a migrar hacia delante, y se va a empezar a introducir la epidermis hacia el interior del huevo y con esto se va a dormar un sándwich que va a ser el endodermo, ectodermo (lo amarillo) y mesodermo, y esto van a ser capas germinales. Entonces con las blástulas voy a terminar con las 3 capas formadas. Y esto ocurre porque por debajo del labio dorsal del blastoporo hay un centro que se llama organizador de HEMANS, que es capaz de organizar al embrión para que forme un eje. Y ![]() E ![]() El corazón tiene la característica que está formado por dos tipos de tejidos diferentes, los dientes también… En el caso de los humanos se forman dos ejes, pero porque no se alcanzan a separar los cigotos. Y luego de la blástula, hay otra etapa que da origen al sistema nervioso que es la neurulación. Y en el caso de sistema nervioso todo el sistema nervioso está derivado del ectodermo, y va a dar origen a células que se llaman de la cresta neural, que va a dar origen a varias estructuras… y al tubo neural y sistema nervioso central… cerebro…ehhh. Una vez que se forman estas estructuras es que antes de la formación del sistema nervioso se forma el sistema sensorial, que es el más sensible. Cómo ocurre la neurulación en dos etapas:
O ![]() ![]() Como se diferencia este tejido van a dar distintas estructuras o distintos territorios, entonces la notocorda secreta morfógenos porque lo que va a estar cerca de la notocorda se va a convertir en placa neural, lo que está después en cresta neural y lo más lejos en epidermis. Las concentraciones de morfógenos van a producir que esto se invagine, vaya hacia el interior y se cierre en un tubo, una vez que se cierra el tubo, este tubo se llama tubo neural, la epidermis va a quedar continua y entre medio del tubo y la epidermis van a quedar las células de la cresta neural, que no secretan cadherinas por eso no se unen, y estas células van a poder migrar a los distintos lugares que tengan que migrar las células de la cresta neural. Figura: esto es un embrión de pollo, acá está lo que va a ser la placa neural, por debajo está la notocorda y van a invaginar acá donde están las células de la cresta neural, se va a invaginar la placa neural. Por qué se llaman crestas? Porque parecen crestas. Y finalmente se va a cerrar el tubo neural. Las células de la cresta no quedan ahí para siempre, van a migrar. Esto ocurre a todo lo largo del embrión… anteroposterior… y ehh, aquí están las notocordas, y va a señalar en todo el eje anteroposterior del embrión, y el ectodermo se va a transformar para formar…. Y aquí se van a formar las distintas partes del cerebro se llaman vesículas en este estadio no quiero que se las aprendan pero es para que las vean. Este es un tubo, un tubo largo que va en toda la parte anteroposterior del embrión. Y la pare de adelante se va a vesicular, para formar las cavidades del cerebro, y estas cavidades van a foprmar finalmente los ventrículos cerebrales. L ![]() Y esto es lo que ocurre en la parte anterior del tubo neural. En la pare posterior el tubo neural va a formar la médula espinal, y la notocorda que señalizó para que se formara va a dar origen a los huesos, a toda la espina dorsal. Y en el caso de las células de la cresta neural que se formaron en esta región en la interfase del tubo neural y la epidermis va a migrar a los distintos tejidos para formar estructuras diferentes. Según las estructuras que van a formar se pueden dividir en cresta neural cefálica (da origen a la cara de la gente) y cresta neural troncal. Los huesos de la cara, la mandíbula = cresta neural cefálica. figura El último proceso que vamos a ver… no hay un tiempo determinada,,, es la somitogénesis. Se forman estructuras a partir del ectodermo que van a dar origen a la parte paraaxial, porque está al lado del eje. Y desde el paraaxial se va a dar origen a una estructura que se llaman somitos figura. Los somitos van a dar origen a la musculatura. Y este es la neurula, la epidermis, acá se produce la neurulación, acá está el tubo neural, y esta estructura son los somitos, y este es el eje paraaxial. Estas son estructuras que están diferenciadas. Y esto uno lo ve en un embrión. Y esta es la estructura, este es el cuerpo epitelial. Más descripción de la imagen. Estas estructuras que aparecen aquí serían... la estructuración del somito es de posterior a anterior. Pgta: los somitos formarían las vértebras? Rpta: No, los somitos formarían la musculatura. Las vértebras la forman la notocorda. Labio dorsal en el mismo lugar que en el blastoporo en el mismo lugar que el creciente gris importancia del movimiento del citoplasma. |