INTEGRACIÒN Cèlula y organismo Diferenciaciòn Celular Antecedentes històricos Lamarck – Karl von Baer( Similitud embrionaria ) Ernest Haeckel – Darwin Embriologìa ( 4 etapas )

Fecundaciòn Segmentaciòn Gastrulaciòn Organogènesis

Cariotipo Humano Cromosomas homòlogos Condiciòn diploide y haploide Autosomas Cromosomas sexuales Mutaciòn cromosòmica

Teorìas De Diferenciaciòn Celular

Preformaciòn : Formaciòn del Adulto completo en el huevo .Cada àrea del huevo conformaba el modelo completo .Se le asigno el modelo “Mosaico de territorios ” - Experimentos realizados indicaban , que al destruìr el lado izquierdo de un individuo se forma el lado derecho

Epigènesis (Wolf 1759 )

Plantea que la estructura del embriòn surgìa poco a poco mediante la sucesiòn de estados o distintas formas .Es definda como La realizaciòn progresiva El huevo es recontituìdo pero de menor tamaño .

Polaridad Descarta la detecciòn de informaciòn genètica a nivel de citoplasma –Informaciòn genètica interna y no externa inducciòn . La polaridad influye el la localizaciòn de determinantes en las primeras etapas . 1- Los productos de la polaridad , actùan definiendo las coordenadas especiales del embriòn . Gradiente morfogènesis .2- Los genes de segmentaciòn permiten interpretar la informaciòn proporcionado por el gradiente.

Polaridad en Xenopus

Presenta sòlo un eje de polaridad A -- V (animal – vegetal ) .

- Animal Piel Sistema Nervioso

-Vegetal -Blastodermo -Mesodermo

Polaridad en Drosophila Melanogaster El eje corporal es determinado por genes femeninos , antes de la fertilizaciòn . ARN materno .Gen Bicoide Controla la producciòn de estructuras anteroposteriores. Se asigna Genes “Nanos ” Carece de genes La ausencia de bicoides genera mutaciones ( antena y tòrax )

Genes Homeòticos

Genes que determinan estructuras corporales .Genes que confieren a la cèlula identidad espacial o posicional anteroposterior Los genes de segmentaciòn y organizaciòn de segmentos del cuerpo . Estos producen genes homèoticos HOMEOBOX Caja homeòtica codificada 180 nucleòtidos .Proteìnas de 60 aa .Complejos o Clusters dentro del mismo ligamento fìsicoColenidad espacial

Integraciòn Cèlula y organismo Mecanismos de integraciòn cèlula y medio.Durante el desarrollo se define las principales +areas del cuerpo (Cabeza , tronco , cola ) diferenciaciòn del embriòn generàndose fenotipos Plan corporal y diferenciaciòn celular ocurre por la expresiòn de distintos genes.La s cèlulas poseen mecanismos de en la transmisiòn e interpretaciòn de señales.coordinan unicelulres y multicelulares

Integraciòn celula y organismo La trasnmisiòn se produce por señales quìmicas sintetizadas por las cèlulas y sus receptores Los receptores reconocen en la superficie o en le interior , gatillando cambios moleculares amplificados por sistemas de transducciòn En multicelulares se usan protìens integrales , llamadas molèculas de adhesiòn

Integraciòn en multicelulares En cèlulas animales existen glicoproteìnas .A- Crean ambiente especial en espacios intercelulares.B- Ayudan a cèlulas a mantenerse unidas a tejidos .C- Reservorio de hormonas que controlan la proliferaciòn y diferenciaciòn celular D- proveen un sustrato sobre el cual , las cèlulas pueden moverse , especialmente ene las primeras estados de la diferenciaciòn

Diferenciaciòn Celular Fundamenta el funcionamiento integrado y coordinado de los millones de cèlulas que componen unorganismo multicelular .Durante el desarrollo responden a señales provenientes de otras cèlulas , cambiando sus patrones de expresiòn de genes y formando òrganos en conjunto .Los organismos unicelulares realizan todas las funciones vitales . En pluricelulares existe especializaciòn de cèlulas.Esta aumenta la eficiencia , capacidad , velocidad de respuesta y cambios del ambiente.El mecanismo se debe a los genes implicados

Diversidad celular Resultado de la diferenciaciòn y especializaciòn de cèlulas , trae como consecuencia numerosos tipos celulares. Con diferente s funciones , la especializaciòn aumenta su eficacia

Formaciòn de tejidos La asociaciòn de cèlulas que realizan funciones especìficas da origen a tejidos . La especializaciòn en ciertas funciones tare como consecuencia diferenciaciòn celular . La cèlula tiende a adoptar caracterìsticas estructurales que las capacitan por el desempeño de sus funciones especìficas

Tejidos vegetalesTejidos Meristemàticos . Cèlulas jòvenes con gran capacidad de multiplicaciòn .Tejidos permanentes cèlulas diferenciads , revestimineto, parènquima , tejido de sostèn y tejidos conductores. A- Tejidos de revestimiento protegen a las plantas , evitan `perdida excesiva de agua cutìcula

Tejidos vegetales B- Parènquima . f ormado por cèlulas vivas , reservas aerìferos C- tejido de sostèn . Tejidos duros , microtùbulos .D- Tejidos conductores . Transportan agua y sales minerales.

Tejidos Animales Tejido Epitelial . Formado por capas superpuestas , cilìndricas , cùbicas o planas Tejido sanguìneo y linfa Sangre plasma 60 -40 % .Elementos figurados . Linfa sustancias nutritivas. Tejido conjuntivo . Sostiene al animal y conecta su distintas partes. Laxo-denso .Tejido Adiposo . Recubre los òrganos vitales , almacena exceso de alimentos .

Tejidos humanos Tejido cartilaginoso . Articulaciones , soporte y flexibilidad-Tejido òseo . Duro y resistente osteoblastos . Calcio , fosfatos y carbonatos . Tejido muscular miofibrillas , sarcomero.Tejido nervioso recepciona , integra y elabora respuesta .

La Detecciòn de ARN transcritos diferencia en la expresiòn gènica. Se parte de la base que las cèlulas especializadas tienen morfologìa que las distinguen y expresan proteìnas involucradas en funciones bioquìmicas.La diferenciaciòn es cuantitativa y cualitativa en la expresiòn de genes distintos controlados en la transcripciòn .El experimento da cuenta de la sìnteis diferencial de distintos ARN mensajeros en distintos tejidos.

Detecciòn de ARN transcritos .Se incuban nùcleos con el precursor radiactivo de ARN , se transcriben alrededor de 300 – 500 nucleòtidos –El ARN marcado radiactivamente es capturado por hibridaciòn con el ADN clonado .Asì se puede saber el nivel de transcripciòn comparativamente con otros genes.A- Las diferentes cèlulas expresan diferentes genes.B- Debe haber control en la transcripciòn .

Modelos de Diferenciaciòn Celular Existen modelos de estudio como el del mùsculo esquelètico en mamìferos , mostrando los principoios bàsicos de la diferenciaciòn Factores como las señales y los receptores son producidos e interpretados por el entorno. 1- Desarrollo del mùsculo esquelètico.2- Somito determinaciòn hacia mioblasto.3- Proliferaciòn y migraciòn de mioblastos.4- Diferenciaciòn en cèlulas musculares .

Miogènesis esquelètica en mamìferos 1er Estadio : Surgen los mioblastos a partir de bloques de cèlulas mesodèrmicas llamadas somitos , a ambos lados del tubo neural del embriòn esqueleto y tejido conectivo. Señales provenientes del tubo neuronal y del ectodermo lateral juegan un papel importante en determinar la formaciòn de mioblastos

Miogènesis esquelètica en mamìferos. 2do Estadio Los mioblastos ya estàn determinados a formar un mùsculo , pero no se han diferenciado .Si se cultivan fuera del embriòn , generan un mùsculo esquelètico.En el embriòn reciben señales que los hacen migrar a otras regiones formando los mùsculos de las extremidades.Otros no migran y forman los mùsculos del tronco. En la regiòn donde forman las extermidades , se alinean , dejan de proliferar y forman un sincitioMiotubo

Genes mioD y mioganina Regulan la expresiònde genes de actina , miosina y otros genes .La linea celular fibroblàstica llamada C3H10T ½ puede convertirse en cèlula muscular , cuandos se incuba con un inhibidor de metilaciòn de ADN . La 5- Azacitidina . Las cèlulas cambian de forma y es hacen contràctiles. Las metilasas son enzimas que introducen un grupo metilo

Genes mioD y miogenina . La 5- Azacitidina inhibe la metilaciòn del ADN y por lo tanto los genes que se encontraban apagados por la metilaciòn se activan .Esto convierte a las cèlulas de los fibroblastos en musculares . Etapas 1- Se observò que el ADN tratado con Azacitidina (Azamioblasto ) inducìa diferenciaciòn en fibroblastos no tratados.2- Se detectò ARN expresado adicionalmente en fibroblastos tratados con azacitidina. Se genera ADN a partir de ARN transcriptasa inversa.

Genes mioD y miogenina . 3- Estos ADN cadenas hibridizan con los ARN mensajeros de las cèlulas no tratadas de manera que sòlo los genes que se expresan despuès del tratamiento quedan sin hibridizar. 4- Una vez aislados los ADN cadenas de los mioblastos se procediò a probarlos en ensayos de diferenciaciòn , trasnfectàndolos en diferentes fibroblastos.5- Proteìna Mio .d

Inducciòn Se denomina inducciòn al proceso por le cual una poblaciòn de cèlulas influencia el desarrollo de cèlulas vecinas .Esto se debe a señales producidas por unas cèlulas e interpretadas por otras .Entre las que destacan factores de crecimiento como el factor Beta , vertebrados e invertebrados

Inducciòn en la formaciòn del Primordio òptico La importancia de las interacciones celulares locales en el desarrollo se puede apreciar en el transplante del primordio òptico en una zona ectòpica en donde no se produce ese tipo de estructura .Se induce la formaciòn de lente en una zona ectòpica

Inducciòn en la formaciòn de cèlulas renales El riñòn es un ejemplo en donde ocurren interacciones recìprocas , que inducen diferenciaciòn entre diferentes cèlulas .El tejido Epitelial esta dividido en dos regiones una apical y otra basolateral . Separadas por uniones estrechas que impiden el flujo de iones y difusiòn de distintas proteìnas.Las cèlulas epiteliales derivan de una de las tres capas germinales .El mesènquima contiene cèlulas asociadas Màs laxamente y no polarizadas .

Inducciòn en la formaciòn de cèlulas renales.Mesenquima contiene cèlulas epiteliales , brote uretral diferencia tùbulos colectores en el riñòn.El epitelio colector induce a mesènquima a formar una condensaciòn celular que luego darà origen a tùbulos proximales y distales al glomèrulo.Protèinas factor de crecimientobeta.

Cèlulas troncales o madresIndiferenciadas que tienen la capacidad de dividirse indefinidamente , sin perder sus propiedades hasta producir cèlulas especializadas.Existen cèlulas como las musculares y el tejido òseo , que no se dividen .Cicatrizaciòn y regeneraciòn . Cèlulas madres que se dividen activamente son la mèdula òsea y la piel

Tipos de cèlulas madres •Cèlulas Madres : Tiene capacidad de multiplicarse infenidamente y generar cèlulas especiales . •Cèlulas Pluripotenciales . Capaces de producir la mayor parte delos tejidos de un organismo . No generan embriòn .•Cèlulas totipotenciales . Capaces de transformarse en cualquiera de los tejidos de un organismo .En el ùtero generan un feto.•Cèlulas Multipotente . En adulto pueden generar cèlulas especializadas.

Investigaciòn en cèlulas Madres Un buen suministro lo dan las cèlulas del cordòn umbilical .Terapia gènica o ingeniera tisular.- Parkinson , Alzheimer , lesiones medulares , quemaduras , lesiones del corazòn , cerebrales , osteoporosis y artritis reumatoide.

Avances en medicina Año 2000 Bebè con defecto inmunodeficiencia se cultivaron cèlulas madres y se reemplazo el gen defectuoso.Corazon infartado con zonas muertas , cèlulas del muslo.

Fuentes de cèlulas madres Cèlula Madre Embrionaria (pluripotenciales ) Masa interna del blastocisto (trofoblasto) 70-30 madres embrionarias Se utilizan para estudiar el desarrrollo embrionario y entender mecanismos y señales .Madre germinal Pluripotentes derivados de esbozos gonadales òvulos y espermatozoides (cresta gonadal ) diferenciaciòn similar a embriogènesis

Fuentes de Cèlulas Madres Madres Fetales : aparecen en tejidos y òrganos fetales , como sangre , hìgado y pulmòn . Cèlulas adultas presentan mayor capacidad de diferenciaciòn Madre Adulta : (multipotente ) se encuentra en tejido adulto poseen capacidad de diferenciarse 20 tipos . Piel SangreHìgado

Mètodos de obtenciòn de cèlulas madres Embriones Crioconservados . Utilizan nitrògeno lìquido a (-196 grados Celcius ) , para detener estas diferenciaciones . Blastòmeros individuales .- Se practicò en ratas .- Se utiliza òvulos fecundados hsata 8 a 10 cèlulas . Una se extrae y cultiva . Cariotipo normal con marcadosres de pluripotencialidad .

Mètodos de obtenciòn de cèlulas madres Activaciòn de ovocitos por transferencia nuclear somàtica . Se obtienen cèlulas madres con la misma dotaciòn genètica que el paciente y evitar problemas de rechazo .Sòlo en animales por la elevada tasa de mutaciòn .Partenogènesis : puede ser inducida por mètodos quìmicos ò fìsicos .

Cèlulas madres del lìquido Amniòtico El lìquido Amniòtico contiene cèlulas de tejido embrionario y extraembrionario dieferenciadas y no diferenciadas . Experimnetos demustran la presencia de cèlulas mesenquimàticas con potencial diferenciador hacia elementos celulares derivados de la tres hojas germinales Se expanden facilmente en cultivos .Mantienen estabilidad gènica Inducen diferenciaciòn

Cèlulas madres del cordòn umbilical

Cèlulas madres adultas heritopoyèticas , crean cèlulas de la sangre y del sistema inmunològico .Son màs fàciles de obtener que las de la mèdula òsea . Las de cordòn umbilical no necesitan una compatibilidad del 100 % con el paciente .Su extracciòn no es dolorosa .Se pude usar con otros miembros de la familia .