Biología del Desarrollo

IntroducciónBiol 3019 - JA Cardé, PhD

Universidad de Puerto Rico - AguadillaEnero - Mayo 2014

Objetivos

•Al terminar la conferencia los estudiantes estarán capacitados para:

• Resumir el trasfondo histórico de la disciplina.

• Reconocer investigadores de la disciplina

• Comparar las dos principales escuelas: Preformación vs Epigénesis

• Identificar los principales sistemas modelos y las técnicas utilizadas

Trasfondo Histórico• Embriología Descriptiva

- AC - 4ta dedada siglo 19- mejor microscopía- mejores observaciones- von Baer: primer ovocito de mamífero en perros

• Embriología Experimental- final siglo 19, principio del 20- manipulación de embriones- observación de interacción celular- Roux, Spemman

• Genética del Desarrollo- mediados del siglo 20- evidencia de que ciertos genes juegan roles importantes en dirigir el desarrollo

• Genética Molecular del Desarrollo- finales del siglo 20- localizar los genes, analizar como trabajan y que tipo de producto genético afecta el desarrollo y como

Trasfondo Histórico

• Direccion de movimientos celulares y Fate Maps

• celulas no se mantienen estaticas o quietas cambian tanto de lugar como de formas.

• En el embrion solo hay epitelios y mesenquima observar los distintos arreglos que ocurren entre estos dos tipos de celulas

• Ambos lados de la cara de un perro: Direccion

• Comparacion entre patas de un German Shep y un Daschund

• Celulas cambian de forma o de tipo; epitelio a mesenquima (epiteliales migran para formar musculo)

• Migracion de germinales a gonadas o de primordio cardaco a vertebras cervicales y luego hacia la izquierda

• Cambios en tamaños : esperma pierde todo y ovulo no

Trasfondo Histórico

• Fate Maps:

• Data recoplada marcando grupos de celulas embrionarias y estudiando en que se convierten

• Marca estructuras en la larva o adulto en el lugar del embrion donde comienza

• Tintes moleculares

• Imagenes de computadora

Trasfondo Histórico

• Fate Maps:

• Ciona savigni

• Tunicado

• Notocordio verde

• Endodermo azul

• Musculos rojos

• Tubo neural amarillo

• Epidermis purpura

• Styela partita (pag 20)

• Tintes vitales (1.13)

• Fluorocromos (1.14)

Trasfondo Histórico

• Marcaje Genético: Embriones quimeras

• Embriones creados de células con distintas constituciones genéticas

• Spemman/Mangold : transplante de tejido embrionario entre especies de salamandras

• Organizador de Spemman

• Embrión Faisán y Pollo (1941-1970)

• Dificultad en mamíferos para esto?

Trasfondo Histórico

• Quimeras transgénicas (2012)

• Transplantar células de organismos modificados genéticamente

• Se traza la ruta de las células que expresa la modificación

• Virus con GFP infecta embrión, se sigue el tejido fluorescente

• Demostraron el rol de celulas de la cresta neural en el desarrollo del SN del GI

Trasfondo Histórico

• August Weissman - teoría del germoplasma

• Las células de un organismo se dividen en somáticas y germinales

• No intercambian información (Barrera)

• Variación solo se genera en las germinales

• Somáticas pierden o reducen su germoplasma con cada división celular (Dolly?)

Trasfondo Histórico

• Roux – distribución desigual de factores citoplásmicos en cada división (anfibios, padre embrio experimental)

• Driesch – cada célula retiene la capacidad de dirigir el desarrollo (equinodermos)

• Roux; Ejemplo de mal diseño experimental !!!!

Trasfondo Histórico

• Briggs y King: transplante de núcleos de blástula, la célula retiene cada vez menos capacidad

• Ejemplo de mala interpretación.

• Gurdon: transplantes de epitelio aun retienen capacidad

Trasfondo Histórico

•Cloning*

Embriología Evolutiva• Analogía – estructuras que son

similares pero debido a su uso o función y no a su origen común desde el punto de vista embrionario

• Alas: mariposa vs ave: función común, origen embrionario no

• Homología – estructuras u órganos cuya similaridad subyacente proviene de que derivan de la misma estructura ancestral común

• Brazo vs ala de ave, murciélago, foca; origen embrionario común

Embriología Medica

•Embriólogos miran los embriones para entender la evolución o la formación de órganos

•Médicos ven los embriones como la posibilidad de alguna anormalidad anatómica (2-5%)

•Algunas son genéticas (genes o cromosomas) algunas son ambientales

•Defectos dan información de lo que es normal por falta de experimentos

•Malformaciones genéticas: anormalidades por mutaciones, aneuploidas, translocaciones etc

•Ej: Fgf4: gen cuya proteína se une a receptor de cartílago para q no se dividan mas

- Daschund – sistema modelo- Enanismo – mutación en el receptor lo

activa constitutivamente PLT….

Teratología

• Alteraciones: anormalidades causadas por factores exógenos: virus, radiación, químicos

• Teratógenos: agentes causantes

• Talidomide: somnífero post guerra (1957-60); focomelia: huesos largos de extremidades ausentes o reducidos

• Metales, alcohol, ácido retinoico

• DES

Desórdenes del Desarrollo