determinación e inducción
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Determinación Celular e Inducción
Biología del Desarrollo
Bio 323
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Determinación- Posición celular
• Mamíferos
• Posición blastómeros
• Experimento cambiar localización en etapa de 4 células
• Blastocisto ICM -trofoblasto
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Figure6.13
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Figure6.14
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Figure 5.4 Types of cell movements during gastrulation
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Figure 5.4 Types of cell movements during gastrulation
(Part 1)
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Figure 5.4 Types of cell movements during gastrulation
(Part 2)
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Figure 7.6 Cell movements during frog gastrulation
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Figure 7.6 Cell movements during frog gastrulation (Part 2)
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Figure 7.6 Cell movements during frog gastrulation (Part 3)
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Figure 7.6 Cell movements during frog gastrulation (Part 4)
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Figure 7.18 Summary of experiments by Nieuwkoop and by Nakamura and Takasaki, showing mesodermal induction by
vegetal endoderm
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Figure 7.8 Early movements of Xenopus gastrulation
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Figure 7.10 Xenopus gastrulation continues
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Figure 7.9 Epiboly of the ectoderm (Part 2)
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Inducción
• Habilidad para alterar el destino de las células por substancias o señales de células vecinas.
• Interacción celular• Anfibios – inducción del mesodermo • Gastrulación
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Inducción del mesodermo
• Embrión etapa de 32 células
• Tipos de células
*ectodermal polo animal
*endodermal polo vegetal
*ecuatorial –precursores del
mesodermo
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Figure 7.5 Fate maps of the Xenopus laevis blastula exterior (A) and interior (B)
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Inducción del mesodermo
• ¿Cómo las células ecuatoriales se determinan en mesodermo?
• ¿Contienen factores intrínsecos?
• ¿Son los factores extrínsecos que se derivan de células vecinas los que las determinan en mesodermales?
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Inducción del mesodermo
• Figura 12.2 Experimento de recombinación de explantos
• Se separan células animal, vegetal y ecuatoriales
• Se cultivan solas o en asociación con otras célula
• Descartan que el mesodermo dependa de determinantes morfogenéticos
• Las ecuatoriales se desarrollan en mesodermo por inducción de células vegetales
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Inducción del mesodermo
• Experimento con marcador genético• Alfa actina cardiaca- mRNA• Ensayo de protección de nucleasas con
mRNA actina en blástula• Monitorea la transcripción• Solo en ecuatorial y A/V explantos• Figura 12.3
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Ensayo de protección de nucleasas
Consiste en:• Hibridizar una sonda radiactiva con RNA
del tejido a probarse• El producto de la hibridización se trata con
una nucleasa (S1) que destruye DNA sencillo y se protege el de doble cadena
• Electroforesis y visualización por autorradiografía
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A EQV R
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Resultados
• Solo se expresa en ecuatorial o mezcla A/V
• Inducción A/V
• Limitada a mesodermo
• Mesodermo da origen a varios tejidos:
notocuerda, músculo, sangre
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Figure6.15
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Modelo de tres señales
• La determinación de los tres tejidos depende del origen de la inducción
• Células vegetal dorsal- notocuerda y poco músculo
• Células lateral ventral- sangre• Señal 1 lado dorsal N + M• Señal 2 lado ventral S• Señal 3 nuevo mesodermo dorsal M
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Figure9.18
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¿Cómo células vegetales inducen a las ecuatoriales a formar mesodermo?
• Los inductores se secretan del polo vegetal y se difunden a células ecuatoriales
• Se requiere proximidad celular para inducir mesodermo
• Sustancias actividad regional• TGF familia Transforming growth factors
activins
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Figure 7.18 Summary of experiments by Nieuwkoop and by Nakamura and Takasaki, showing mesodermal induction by
vegetal endoderm (Part 1)
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Figure 7.18 Summary of experiments by Nieuwkoop and by Nakamura and Takasaki, showing mesodermal induction by
vegetal endoderm (Part 2)
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Figure 9.19
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Figure 9.11
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Determinación del Sistema Nervioso Central
• El mesodermo dorsal induce al ectodermo a determinarse en tejido neural
*Trabajo Spemann 1918 *Intercambio de ectodermo epidermis y tejido neural * dos especies de salamandras pigmentada y albina * figura 12.7
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Figure 7.16 Determination of ectoderm during newt gastrulation
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Trabajo Spemann
• Gástrula temprano tejido trasplantado se desarrolla de acuerdo al ambiente; no está fijo su destino
• Gástrula tardía tejido neural o epidermal sin importar posición del implante
• El destino del ectodermo neural se fija durante gastrulación
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Figure 6.10
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Interacción para determinación del ectodermo neural
• Trabajo Hilde Mangold 1924 el mesodermo dorsal (corda -mesodermo) actúa sobre el ectodermo para formar tejido neural
• Transplante labio dorsal de salamandra albina a la región ventral s. pigmentada Fig. 12.8
• Tubo neural secundario, somitas y notocuerda• Tubo neural no se deriva del transplantado sino
del ectodemo huésped que usualmente se determina en epidermis
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Figure 7.17 Organization of a secondary axis by dorsal blastopore lip tissue
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Figure 7.17 Organization of a secondary axis by dorsal blastopore lip tissue (Part 1)
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Figure 7.17 Organization of a secondary axis by dorsal blastopore lip tissue (Part 2)
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Figure 7.17 Organization of a secondary axis by dorsal blastopore lip tissue (Part 3)
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Conclusión
• El labio dorsal indujo al ectodermo que interacciona con él a fijarse en tejido neural
• El ectodermo que no interacciona se fija en epidermis
• Este evento entre cordamesodermo y ectodermo se conoce como INDUCCIÓN PRIMARIA
• ORGANIZADOR PRIMARIO=cordamesodermo
• Establece el eje anterior- posterior
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Figure 7.22 8.23 Summary of events hypothesized to bring about induction of the organizer in the dorsal mesoderm
Catenina inductor dorsal
Genes codifican factores Transcripcionales para eje
Inhibe siamos
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Figure 7.27 Model for the action of the organizer (Part 1)
BMP4 inductor epidermal e inhibidores de MP4
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Determinación regional del tejido neural
• Cordamesodermo ocasiona determinación regional
• Neural no es uniforme; sino distintas regiones
• Encéfalo, región espinal y caudal• Responsable de esta diferenciación es el
cordamesodermo• Fig. 12.10
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Regionalización neural
• Trabajo Triturus • Remoción 4 pedazos sucesivos de
cordamesodermo• Implantación en blastocelo de gástrula• Según avanza la gastrulación el implante
interactúa con ectodermo ventral• Cordamesodermo Anterior----Boca• Próxima región---------------cabeza, nariz ,ojos• Tercera región-----------estructuras ótica• Región posterior----------tronco, rabo y tubo
neural
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Figure 7.29 Regional and temporal specificity of induction (Part 1)
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¿Cuáles son los componentes del cordamesodermo responsables de la
regionalización?• Distintos factores de crecimiento• XTC= Wnt inhibitors,cabeza; cerberus• IGF insulin growth factors, dorsal• FGF= rabo• Difícil de aislar: cantidades mínimas• Combinación de sustancias• Fig. 12.13
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Organizadores Primarios en vertebrados superiores
• Organizador primario en aves – nódulo de Hensen
• Análogo al labio dorsal del embrión de
anfibios• Organizador primario en mamíferos -
“primitive streak”• Fig. 12.18
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Figure10.23
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Figure 8.3 Cell movements of the primitive streak and fate
map of the chick embryo (Part 2)
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Figure 8.4 Migration of endodermal and mesodermal
cells through the primitive streak (Part 2)
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Organizador primario aves
• Transplante nódulo Hense porción anterior de pato a pollo
• Tejido transplantado embrión secundario pato
• Embrión notocuerda y derivados mesodermales pato; pero tubo neural pollo
• Dos tubos neurales de pollo• Conclusión: Hense organizador primario-
tubo neural huésped
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Figure 8.10 Induction of a new embryo by transplantation of Hensen’s node
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Figure 8.23 Amnion structure and cell movements during human gastrulation (Part 2)
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Inducción Secundaria
• Permite posicionar células en localizaciones precisas
Copa óptica dirige el lente (ectodermo)
Lente en el centro de copa óptica
• Eventos secuenciales que contribuyen a la diversidad celular
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Inducción secundaria-diversidad celular
• Interacción instructiva
tejido inductor da instrucciones para comprometer las células a nuevo destino.
tejido no estaba determinado• Interacción permisiva
las células ya están determinadas , pero requieren una señal (inductiva) para expresarse
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Interacción instructiva• Tejido cutáneo• Instrucción entre mesénquima y
ectodermo• PIEL -- epidermis y dermis Epidermis ectodermo-pelos,
plumas,escamas Dermis mesénquima-mesodermo desorganizado• Los derivados de la epidermis dependen
de instrucción de dermis• Fig.12.20
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Epidermis- dermis
• Intercambio mesodermo• Primordio ala y primordio pata pollo• Combinación primordio ala (ectodermo)
con mesodermo pata• Resultado: ala con patas (pezuñas)
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Inducción entre especies
• Señales inductores conservadas durante la evolución
• Tejido de una especie puede ser sustituido por otra especie
• Tejido sobre el cual actúa el inductor responde de acuerdo al genoma
• Evidencia trabajo Spemann y Schotté sapo y salamandra
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Trabajo entre especies
• Diferencias sapo y salamandra• Cabeza diferentes *sapo- 2 mucosas a ambos lados de boca *salamandra- 2 balanceadores
adyacentes a la quijada con dientes• Intercambios de tejidos• Fig. 12.28
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