Diferenciación celular

Fenotipos dinámicos

Contenidos Desarrollo embrionario Genes y desarrollo embrionario Estructura y función en fenotipos

celulares Miogénesis como modelo Diferenciación y comunicación celular Diferenciación de células troncales

Desarrollo embrionario

Organismos usados como modelo de estudio: Plantas:

Arabidopsis thaliana Invertebrados:

Mosca de la fruta Drosophila melanogaster

Gusano nemátodo Caenorhabditis elegans Erizos de mar (varias especies)

Vertebrados: Rana Xenopus laevis Rata Rattus rattus

Estudio del desarrollo embrionario y la diferenciación celular

Estadios del desarrollo

Tipos de clivaje

Desarrollo embrionario: invertebrado

Desarrollo embrionario: etapas comunes

Desarrollo embrionario en invertebrados: Gastrulación

Desarrollo embrionario en vertebrados: Gastrulación

Desarrollo embrionario: vertebrado

Inicio de la morfogénesis (pollo)

Organogénesis (pollo)

Organogénesis (humana)

Organogénesis (humana)

Genes y desarrollo embrionario

Experimentos en Drosophila melanogaster

Mutante bithóraxMutante antennapedia

Mutante “ojo en pata”

Normales

Cariotipo de Drosophila

Genes de segmentación y homeóticos

Mutación en genes homeóticos

Conservación de genes homeóticos

Conservación de genes homeóticos

Genes y planes corporales

Resumen

La diferenciación involucra varios procesos: Activación de genes de segmentación Activación de genes homeóticos

Estructura y función en fenotipos celulares

Fenotipos celulares

Ejemplos de fenotipos de células digestivas

Ejemplos de fenotipos de células sanguíneas

Ejemplos de fenotipos de células nerviosas

Problema de fondo

= ADN ≠ Fenotipos

Hacia la solución: entendiendo el proceso de transcripción

Hacia la solución: obtención de ADN clonado (ADNc)

Hacia la solución: marcación radiactiva de nucleótidos

Experimento: método

•Obtención de ADNc del gen A, desde células hepáticas (hígado)

•Marcación de ARNm en células hepáticas, renales y cerebrales

•Hibridación de ADNc del gen A con ARNm de los 3 tipos de células

•Contabilizar la radiactividad total de los híbridos desde pocillos individuales para cada tipo de ARNm

Experimento: resultado

Conclusión:

Aún cuando comparten el ADN, las células de un mismo organismo transcriben distintos ARNm

Hipótesis más probable:

El fenotipo de cada célula depende de la síntesis de proteínas diferenciales

Modelos de diferenciación

Estructura célula muscular estriada

Etapas básicas en la miogénesis

Mioblastos

Problema: ¿hay genes específicos que controlan la miogénesis?

Micrografía de miogénesis en embrión humano

Antecedente: fibroblastos

Antecedente: Inhibición de la transcripción mediante metilación

Grupo metilo (-CH3)Metilasa

Antecedente: Inhibición de la metilación mediante 5-azacitidina

Grupo metilo (-CH3)Metilasa

5-Azacitidina

Experimento 1: Obtención de mioblastos a partir de fibroblastos

Experimento 2: Rastreo de los genes modificados por la 5-azacitidina

(Autorradiografía)Ejemplo 1: comprobación de la vía RER – Golgi - Exocitosis

Ejemplo 2: marcación selectiva de células secretoras de TSH en la hipófisis

Principales isótopos usados: 32P, 131I, 35S, 14C, 45Ca y 3H

Experimento 3: verificación del rol del gen MioD

Resumen

La diferenciación involucra varios procesos: Activación de genes de segmentación Activación de genes homeóticos Metilación diferencial

Desarrollo en pollo

Diferenciación y comunicación celular

Copa óptica al MEB

¿Cómo probar la comunicación?

Otra evidencia: diferenciación de células renales

Diferenciación de células renales

Resumen

La diferenciación involucra varios procesos: Activación de genes de segmentación Activación de genes homeóticos Metilación diferencial Inducción simple o recíproca

Diferenciación de células troncales

Origen de las células troncales o stem: embrionarias

Las stem embrionarias o masa celular interna son TOTIPOTENCIALES

Origen de las células troncales o stem: adultas

Las stem adultas son PLURIPOTENCIALES

Ejemplo: tejido epitelial intestinal

Ejemplo: tejido epitelial de la piel

Uso terapéutico de las células troncales embrionarias

Problemas éticos derivados del uso de células troncales

Uso terapéutico de células troncales adultas

Células troncales en la prensa

Información sobre células troncales

http://stemcells.nih.gov/