Biología del DesarrolloAves – Mamíferos

Biol 3019 - JA Cardé, PhDUniversidad de Puerto Rico - Aguadilla

Enero - Mayo 2014

Objetivos

•Al terminar la conferencia los estudiantes estarán capacitados para:

•Describir eventos principales del desarrollo de aves y mamiferos

•Definir estructuras y genes principales que controlan desarrollo en aves y mamiferos

Introducción• Huevo es grande, mucho vitelo: telolecito.

• Citoplasma localizado en una pequeña isla en el top de la masa vitelina

• Desarrollo se puede observar cortando una ventana en el cascaron

• Amniotes: saco de agua (reptiles, aves y mamiferos), membranas

• Amnios – permite flotar al embrion, evita la deshidratación

• Saco vitelino – nutrientes, angiotenesis sistema circulatorio

• Alantoides – almacena desechos

• Corion – vascularizacion para respiración externa

• Cascaron – reptiles y aves, desrrollo externo

• Fecundación interna, en el oviducto antes del huevo estar cubierto por albumina, y el cascarón

• Huevo telolecito; con pequeño disco de citoplasma (blastodisco)

• Segmentación:  discoidal meroblastics. 

• Divisiones celulares no penetran el vitelo, solo en el disco en el plo animal

• Blastodermo de una capa, mas divisiones forman blastodermo de 5-6 capas unidos por tight junctions

• Blástula: el epiblasto se forma sobre la masa de vitelo como un disco de dos capas de celulas 

• 50,000 células al ponerlo

• Células del epiblasto formar´n el mesodermo y ectodermo

• Células del hipoblasto formarán el endodermo. 

.•Blastula:  el epiblasto se forma sobre la masa de vitelo como un disco de dos capas de células   •Células del epiblasto formarán las tres capas germinales y las membranas embrionarias•Células del hipoblasto formarán el saco vitelino. 

• Gastrulación: • Ocurre en la línea

primitiva- Células del

epiblasto migran dentro del espacio entre capas de células a traves del nodo de Hensen

- En el extremo anterior del epiblasto, y de la linea primitiva que se extiene posterior desde el nodo

• Linea primitiva:

• en aves, reptiles y mamiferos equivale al labio del blastoporo

• Por donde ocurre gastrulación

• Las celulas convergen en ella y forma en zurco primitivo(blastoporo)

• Define los ejes principales

• Se extiende AntPost

• Células entran por su lado dorsal y migran a su lado ventral

• Linea primitiva:

• separa lados derecho/izquierdo

• Su eje es equivalente al dorso ventral

• Nodo es anterior (notocordio)

• Células que entran dan lugar a corazon y riñones

• Neurulación:

• En gastrula tardia

• Células anterior a Handens, se aplanan

• Se forma plato neural

• Bordes crecen y se funden en tubo neural.

Organogenesis: 

• Organos internos y extremidades se forman

•  

• Simetria Bilateral

• Ej: como el corazon gira a la derecha?

• Expresion temporera de moleculas a un lado del embrionL

• ActRII – activin receptor en el lado derecho luego de comenzar gastrula

• Shh-Sonic hedgehog y nodal expresados 1 hr luego de gastrula en el lado izquierdo del nodo

• Nodal 5 hrs luego de gastrula en el plato mesodermico izquierdo

• cSnR – snail related- expresado en el plato mesodermico derecho (suprimirlo, ubica al corazon al azar)

•Mecanismos moleculares

• Formación de linea primitiva y migraciones

• Wnt: activado por FGF,

• Huevo rota por el oviducto, gravedad determina posición de la linea primitiva

• Eje izq dere determinado por la expresion de Nodal, Pitx2

• Chordin, Noggin, Nodal

• FGF, Hox,

• Sonic hedgehog

Mamíferos• Huevos mas

pequeños• Dificiles de

manipular y observar

• Fecundacion interna

• Se pueden cultivar despues

Mamíferos• Sistema modelo : Ratones• Se ovula un ovocito

rodeado por cumulus• Se fecunda en la ampulla

del oviducto• 1ra división depende de

lugar de entrada del espermatozoide

• 1ra división dependiente de miRNA34

Mamíferos• Segmentación:

holoblastica rotacional• Lenta, mientras los cilios lo

mueven• Orientación única de

blastomeros:• 1ra división meridional• 2da división unas

meridionales y otras ecuatoriales

• Asincronía marcada entre blastomeros (números impares)

• Activación cigótica temprana

• Compactación marcada: E caderina

• Mórula: 16 células

Mamíferos• Mórula: masa interna de células

rodeada por capa externa de células

• Externas: trofoblasto o trofoectodermo corion y placenta

• ICM: masa interna de celulas embrión

• Cavitación por bombas de Na+/K+ y Na+/H+ (estimuladas por oviducto)

• Acumulación de Na+ y agua:Blastocele

• Blastodisco: ICM a un lado del anillo del trofoblasto

• Celulas de attach al utero?• Etapa 2 celulas: totipotentes da

lugar Trofoblasto y pre ICM• Pluripotentes : ICM

Mamíferos• Segmentación: • Zona pellucida: facilita unión entre espermatozoide

ovocito• Cigoto se expande dentro de ella luego de

fecundado• ZP evita que se adhiera al útero• Proteasa tipo tripsina digiere un hueco en la ZP• Utero (endometrio) modificado por hormonas

(estr/progest)• Interacción entre proteínas de MEC uterina y yMEC

del huevo• Cigoto digiere pared del utero y se entierra

Mamíferos• Gastrulación: • No hay vitelo en el huevo, porque?• Adaptaciones: extender oviducto

hasta útero y capacidad del cigoto de extraer nutrientes de la madre

• Decidua: parte maternal de la placenta

• Inducida en la madre por el trofoblasto

• ICM da lugar al hipoblasto o endodermo primitivo saco vitelino

• Epiblastoembrión• Endodermo primitivo en

contacto con el epiblasto endodermo visceral

• Endodermo primitivo en contacto con el trofoblasto endodermo parietal

• Amnios formado por celulas del epiblasto

Mamíferos• Gastrulación: • Comienza en el lado posterior del

embrion con el surgimiento del nodo (equivale al Hensen)

• Celulas de mesodermo y endodermo se originan del epiblasto, pierden E caderina y migran por linea primitiva

• Migracion controlada por FGF, snail Brachyury y Tbx6

• Corion parte fetal de la placenta: respira, nutre y protége al embrión

• Grastrulación resulta en 2 centros de señales eje antero-posterior

• en el nodo: critico para sistema nervioso y eje axial caudal

• en el endodermo anterior visceral, AVE,(cefalización)

Mamíferos• Genes Involucrados• BMP4, Wnt3, Nodal anterior• Lefty 1, Cerberus antagonistas

posterior PLT Brachyury posterior pero no anterior

• Chordin y Noggin anterior• Dickkopf en todo el embrion

pero critico solo en cefalización• Posterior: Wnt, FGF, Nodal y

acido retinoico• HOX en mamiferos equivalen a

Hox de Drosophila:patrón antero-posterior

• igual que Drosophila, PLT?

HOX/Hox genesDrosophilaMamiferosHumanos

Mamíferos• Genes Involucrados• Dorso ventral – se sabe muy

poco• Bilateralidad; Nodal, Lefty • Nodal y Pitx 2 en el lado

izquierdo• Cerberus inhibe a nodal en el

derecho• Cilios en el nodo mueven fluido

a favor del reloj (derecha a izquierda, vista ventral)

• Pkd detecta movimiento• Defectos en dineina, cilios no

se mueven, organos al azar• Flujo artificial en direccion

opuesta, revierte la bilateralidad