Desarrollo Bert Rivera Marchand, PhD Universidad Interamericana de Puerto Rico Recinto de Bayamón...
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Desarrollo
Bert Rivera Marchand, PhDUniversidad Interamericana de Puerto Rico
Recinto de BayamónDepartamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
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Desarrollo Humano•Ovulación•Fecundación•Cigoto
•Polarizado
•Divisiones•8 células (totipotente)
•Mórula- 16 células•Blastocisto•Implantación
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Divisiones
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Desarrollo Humano
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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
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Centros de Señales
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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
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Gastrulación
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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
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Señales de Inducción
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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
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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
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Drosophila
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Drosophila
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Desarrollo de Drosophila
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Desarrollo de Drosophila
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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
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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
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Genes Gap y Segmentación
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Pair Gene Rule
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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
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Segmentación en Vertebrados
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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
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Conjuntos de Genes Hox
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Evolución de Genes Hox
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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
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Extremidades
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FGF10(Fibroblast Growth Factor 10)
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FGF10
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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)
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“Segmentos” en Plantas