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Desarrollo
Bert Rivera Marchand, PhDUniversidad Interamericana de Puerto Rico
Recinto de BayamónDepartamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
Desarrollo Humano•Ovulación•Fecundación•Cigoto
•Polarizado
•Divisiones•8 células (totipotente)
•Mórula- 16 células•Blastocisto•Implantación
Divisiones
Desarrollo Humano
Blastocisto
• Dos tipos de célula: – Trofectodermo del macho (TE): se compactan– Masa Interna Celular de la hembra (ICM): se unen
de forma suelta • Se implanta:– Múltiples capas• Hipoblasto: extraembrionario• Epiblasto: forma el embrión• Trofoblasto: forma trofoectodermo que se une al útero
Centros de Señales
Gastrulación
• Gástrula– Invaginación – Capas de desarrollo
• Formadas por movimiento de células (Mesénquima (sueltas); Epitelio)• Ectodermo (No migran)• Mesodermo (señales compiten por ellas)• Endodermo
• Embrión queda polarizado (anterior-posterior)– Controlado por señales de proteínas
• Morfogenes son señales que controlan destino celular– Según la dosis (mucho, poco, nada)
• Ejemplos: Nodal (lado izquierdo); Sonic Hedgehog; FGF
Gastrulación
Inducción
• Diferenciación de algunas células– Polarización
• Inducción– Señales de una célula provocan el destino de otra– Mientras tanto las células monitorean el ambiente– Muchas células dependen de la concentración de
la señal
Señales de Inducción
Funciones generales de genes “machos y hembras”
• Genes machos: tejido extra-embrional• Genes hembras: forma embriones• Impresión genética: ciertos genes son
accesibles dependiendo de su origen– Ejemplo• Igf2 en cromosoma 11- macho• Igf2r codifica para el receptor de Igf2r
• Cromosoma X demás se inactiva
Segmentación
• En Drosophila– 13 nucleos• Gradientes moleculares por movimiento de estas• Se froman celulas destinadas a ser diferentes tejidos
– Discos imaginales
• Regulacion en dos dimensiones– Inicialmente por moleculas maternales
Drosophila
Drosophila
Desarrollo de Drosophila
Desarrollo de Drosophila
Control Transcripcional
• Comienza en el ovocito– mRNA maternal• Bicoide (Morfogen): se encuentra en la parte anterior
– Promueve transcripción de Hunchback: parte anterior
• El patrón anterior-posterior es reforzado por inhibidores de traducción– Ej. Proteínas Nanos excluye Hunchback de la
región posterior
Segmentación
• Genes gap activos durante segmentación del embrión (similar en vertebrados)– Controlado por una cascada de factores de Transcripción
• TF1→ TF2 → TF3: regulan espacio y tiempo
– Hunchback, Krüppel, Giant, Tailless• Regulados primero por factores maternales y luego entre ellos• Sus combinaciones forman diferentes tipos de células
– Se mantiene estable por el “pair gene rule”• Bajo control de proteínas “pair rule” y genes de
polaridad emerge patrón repetitivo de segmentos
Genes Gap y Segmentación
Pair Gene Rule
Segmentación en vertebrados
• Vértebras– Somitas: células del mesodermo en parejas• Además forman músculos, costillas y dermis
– Regulado por cuatro sistemas de señales• Fibroblast Growth Factor (FGF) del rabo• Acido retinoico de la cabeza• Wnt y Notch del mesodermo presomítico
Segmentación en Vertebrados
Genes Hox
• Controlan diferenciación de segmentos– Controlan identidad de células– Son similares a insectos porque contienen el
factor de transcripción con el motif Homeodomain– Si mutan causan Homeosis= parte del cuerpo mal
puesta• Se pueden autoregular o controlar por la
estructura de la cromatina
Conjuntos de Genes Hox
Evolución de Genes Hox
Extremidades
• Su desarrollo esta controlada por genes Hox– Indican donde formar la gema controlando la
expresión de Tbx y Pitx1• Estos controlan las señales para desarrollo
– Ej. FGF10: sin=no extremidad; demás= extremidades demás
• Dependen de varias señales– FGF, Sonic hedgehog (Shh) y Wnt– Shh regula en patrones de solapamiento
Extremidades
FGF10(Fibroblast Growth Factor 10)
FGF10
Plantas
• Partes repetitivas (≈ segmentos)– Controladas por factores de transcripción que
varían en el espacio y el tiempo• Ej. Flores: Círculos concéntricos– Gene whorl– Requiere tres clases de genes de identidad de
órganos florales (A, B, C)
“Segmentos” en Plantas