DIFERENCIACIÓN CELULAR

OBJETIVO DE LA CLASE: CARACTERIZAR LOS GENES HOMEOTICOS Y SU PARTICIPACIÓN EN LA ORGANOGENESIS

OBJETIVO DE LA CLASE CARACTERIZAR LOS GENES HOMEOTICOS Y SU PARTICIPACIÓN EN LA ORGANOGENESIS.

DIFERENCIACIÓN CELULAR Es el proceso por el cual las células de un linaje celular concreto (el linaje celular se determina en el momento de la formación del embrión) sufren modificaciones en su expresión génica, para adquirir la morfología y las funciones de un tipo celular específico y diferente al resto de tipos celulares del organismo. Cualquier célula que presente potencia (capacidad de diferenciación) es lo que se denomina célula madre. Éstas pueden clasificarse según su capacidad de diferenciación.

TIPOS DE CÉLULAS Célula madre totipotente: Puede crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios como los extraembrionarios. Célula madre pluripotente: Capaces de producir la mayor parte de los tejidos de un organismo. Aunque pueden producir cualquier tipo de célula del organismo, no pueden generar un embrión. Células madre multipotentes: Son aquellas que sólo pueden generar células de su propia capa embrionaria. Estas también llamadas células madre órgano-específicas son capaces de originar las células de un órgano concreto en el embrión y también en el adulto. Células madre unipotentes: Pueden formar únicamente 2 tipos de células madres: Laqilosis que es una célula madre muy rugosa que contienen ribosomas. Y por otro lado, enbofilosis que es una célula lisa que contiene un líquido especial llamado vasiofelina, que ayuda a que el cuerpo no endurezca en la reproducción de las células madre.

TIPOS DE CÉLULAS MADRE.

EMBRIOGÉNESIS Es el complejo proceso generativo que conduce a la formación de un organismo pluricelular, vegetal o animal, a partir del cigoto. Fecundación Segmentación Gastrulación Organogénesis

ORGANOGÉNESIS La organogénesis es el conjunto de cambios que permiten que las capas embrionarias se transformen en los diferentes órganos que conforman un organismo. El período de organogénesis corresponde a la etapa más delicada y en el que las influencias externas van a producir mayores consecuencias adversas, al condicionar el buen desarrollo de los diversos órganos del cuerpo humano.

IMPLANTACIÓN o ANIDACIÓN Al 7°día el blastocisto comienza a implantarse adhiriéndose al epitelio endometrial Parte del trofoblasto comienza a proliferar formando una masa protoplasmática en la que no se reconocen límites celulares: SINCITIOTROFO-BLASTO (2) El sincitiotrofoblasto emite prolongaciones digitiformes que invaden el tejido endometrial y se profundizan en su tejido conjuntivo, por medio de enzimas. En la proximidad del sincitiotrofoblasto las céls endometriales acumulan glucógeno y lípidos y luego degenaran transformándose en células deciduales, que son alimento para las células del sincitiotrofoblasto que lo absorben

GENES HOMEÓTICOS Son genes que participan en el desarrollo de los organismos y que determinan la identidad de los segmentos o partes individuales del embrión en sus etapas iniciales. La función normal de los genes homeóticos consiste en conferir a la célula identidad espacial o posicional en diferentes regiones a lo largo del eje anteroposterior del cuerpo. Hasta el momento se han identificado distintos tipos de genes con caja homeótica: los genes Hox, los genes ParaHox y los genes NK.

GENES HOX Los genes homeóticos son genes reguladores maestros que dirigen el desarrollo de estructuras o segmentos particulares del cuerpo. La mayoría de los genes homeóticos animales codifican factores de transcripción que contienen una región llamada homeodominio y se llaman genes Hox.

HOMEODOMINIO Y PROTEÍNAS El homeodominio es un dominio de unión al ADN que consta de unos 60 aminoácidos, presente en las denominadas homeoproteínas. Los homeoproteínas fueron caracterizadas por primera vez en Drosophila melanogaster, y entre ellas se encuentra el producto de ocho genes del complejo homeótico. Las homeoproteínas son esenciales durante la embriogénesis.

Unión del homeodominio de la proteína Antennapedia a la molécula de ADN.

EVOLUCIÓN DE LOS GENES HOMEÓTICOS.

FUNCIONES DE PRINCIPALES GENES HOMEÓTICOS. Los genes Hox se expresan sobre todo en el ectodermo y neuroectodermo, contribuyendo al desarrollo del sistema nervioso central de los vertebrados. Los genes del complejo NK contribuyen a establecer patrones en el mesodermo, especialmente en Drosophila y son fundamentales para el desarrollo del corazón en los vertebrados. Por último, los genes ParaHox se expresan sobre todo en el endodermo posterior y medio

MUTACIONES HOMEÓTICAS EN ORGANISMOS SIMPLES. Son mutaciones que provocan que un tejido que normalmente está destinado a formar un órgano o una parte del cuerpo específica, altere su diferenciación y forme otra estructura. Las mutaciones homeóticas muestran así que hay genes que pueden controlar las diferentes regiones del genoma que determinan las estructuras de un organismo, por lo que éstas producen considerables transformaciones anatómicas que, en el caso de la mosca, pueden consistir en la formación de alas en lugar de halterios o de patas en lugar de antenas.

Etapas en el desarrollo de la mosca y efecto de mutaciones en genes que controlan la localización de estructuras a lo largo del eje cabeza-cola (genes homeóticos).

Embriogénesis en diversos organismos complejos.

MUTACIONES PROVOCADAS POR GENES HOMEÓTICOS EN ORGANISMOS COMPLEJOS. Aniridia Cardiopatías congénitas Hipervitaminosis A durante el embarazo Síndrome de Waardenburg

ANIRIDIA La aniridia es una mutación humana en la cual se pierde el iris y la retina es hipoplásica en heterocigotos. En homocigotos hay letalidad fetal y pérdida completa de los ojos o del epitelio olfatorio. La pérdida del iris del ojo parece estar causada por un defecto en el gen homeótico PAX 6.

CARDIOPATÍAS CONGÉNITAS Algunas anomalías cardiacas congénitas está causadas por una mutación del gen NKX2.5, el cual se encuentra en el cromosoma 5.

HIPERVITAMINOSIS A DURANTE EL EMBARAZO. La vitamina A causa la expresión de los genes Hox 1-4 en grupos de células que habitualmente no expresan estos genes. El ácido retinoico, un derivado de la vitamina A presenta también un efecto teratogénico.

SÍNDROME DE WAARDENBURG El síndrome de Waardenburg está causado por un defecto en un gen homeótico. Sus principales síntomas son sordera, defectos en el esqueleto facial y una pigmentación alterada del iris.

La heterocromia es un síntoma de este síndrome.