Bert Rivera Marchand, PhD Desarrollo Bert Rivera Marchand, PhD Universidad Interamericana de Puerto Rico Recinto de Bayamón Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
Desarrollo Humano Ovulación Fecundación Cigoto Divisiones Polarizado Divisiones 8 células (totipotente) Mórula- 16 células Blastocisto Implantación
Divisiones
Desarrollo Humano
Blastocisto Dos tipos de célula: Se implanta: 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 Embrión queda polarizado (anterior-posterior) 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 Inducción Polarización 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