CLULA GENOMA Y ORGANISMO Profesor Manuel Daniel M

CÉLULA, GENOMA Y ORGANISMO Profesor : Manuel Daniel M.

Temas a tratar: • 1. -Los fundamentos moleculares del funcionamiento integrado y coordinado de los millones de células que componen un organismo multicelular. Incluye: • - el significado de los procesos de comunicación y adhesión intercelular y • - el significado de la diferenciación celular y su relevancia en el cáncer.

• 2. - La regulación de la función de los genes. Incluye: • - la influencia de su organización y estructura en el ADN y • - la función de proteínas que se unen a regiones específicas del ADN y controlan los niveles de transcripción, en respuesta a estímulos del medio.

Electivo Cuarto Medio: Célula, Genoma y Organismo Unidades: • Integración célula organismo • Estructura y regulación génica • Investigación científica en biología

UNIDAD I: “Integración célulaorganismo” Contenidos: • Diferenciación Celular • Receptores y Transducción de Señales • Las células en tejidos: Adhesión celular • Aplicaciones en Biología Celular

DESARROLLO DE UN SER VIVO

PRINCIPALES CONCEPTOS Un organismo pluricelular posee muchas células organizadas en tejidos, órganos, sistemas. El desarrollo es un proceso de cambios progresivos durante el cual el organismo va adquiriendo las formas sucesivas que lo caracterizan. . . ORIGEN = FECUNDACIÓN

ETAPAS DE LA FECUNDACIÓN 1. -Encuentros de los gametos 2. -Rompimiento de las membranas que rodea al ovocito II: corona radiada y zona pélucida; por acción de enzimas del acrosoma y ocurre en las trompas de falopio 3. -Fusión membranas celulares de los Gametos

4. -Penetración del espermatozoide 5. -Se reinicia la segunda división meiótica del ovocito II (Óvulo) 6. -Cambios en las membranas protectoras del óvulo: evitan la entrada de otro espermatozoide: enzimas y proteínas 7. -Fusión de los pronúcleos femenino y masculino

RESULTADO DE LA FECUNDACIÓN • Formación del huevo o • • cigoto Se reestablece la dotación cromosómica de la especie Se origina una nueva combinación genética Queda determinado el sexo del individuo Aumenta la actividad metabólica del huevo para entrar en mitosis

DESARROLLO EMBRIONARIO • Se refiere a las etapas tempranas del desarrollo, que definen el fenotipo característicos de la especie, implica. . . Proliferación Crecimiento Diferenciación celular Formación de tejidos-Órganos-Sistemas. . . Morfogénesis

EN LA ESPECIE HUMANA COMPRENDE 1. -Segmentación 2. -Gastrulación 3. -Organogénesis 4. -Morfogénesis

SEGMENTACIÓN Cigoto se divide por mitosis: células de igual tamaño. Blastómeros 2 -4 -8 -16 -32 Hasta 32 blastómeros: Mórula Siguen las divisiones reorganización celular: Blastocisto- Blástula Posee: Trofoblasto Embrioblasto Blastocele 2 semanas

CAPAS EMBRIONARIAS

GASTRULACIÓN Ocurren una serie de procesos: divisiones celulares- crecimiento- migraciones Embrioblasto: forma las 3 hojas embrionarias: ectodermo-mesodermo-endodermo y anexos embrionarios como: amnios, cavidad amniotica y saco vitelino Tercera semana

GASTRULACIÓN

Trofoblasto: formación del corión-inicio de la formación de la placenta Formación de: La línea primitiva-fosita primitiva y nódulo de hensen-notocorda. Queda definido el eje anteroposterior del embrión.

FORMACIÓN DE LA NOTOCORDA

ORGANOGÉNESIS A partir de las tres hojas embrionarias: implica los procesos de crecimiento, formación de los distintos tejidos, formación de órganos y sistemas.

MORFOGÉNESIS Corresponde al moldeado del cuerpo, debido a la unión de diversos procesos celulares, como: Aumento o disminución de la velocidad de crecimiento celular y divisiones de la célula Migraciones de las células de un lugar a otro Deposición de sustancias extracelulares, cambios en la formación geométrica debido a la extensión o contracción, muerte programada de las células, adquiere las forma de la especie. . Pero en miniatura

En ésta etapa se expresan las malformaciones congénitas causadas: • Por la herencia de genes defectuosos • Por acción de agentes patógenos: virus por sustancias químicas, teratógenos: tabaco, alcohol y algunos fármacos

El desarrollo embrionario de cada especie está determinado por un programa genético Este programa dirige: 1. -las etapas de desarrollo 2. -estructura del embrión 3. -las diferenciación de los diferentes órganos, donde las células expresan sólo una parte del programa genético completo

Los sistemas de órganos se diferencian y desarrollan en un proceso embrionario de inducción El tejido mesodérmico del mesodermo corresponde al inductor primario Induce a cambios en el crecimiento o migración de un tejido adyacente Ectodermo---tubo neural Mesodermo notocorda---esqueleto

La inducción implica el intercambio de sustancias químicas entre las distintas capas celulares que interactúan Ejemplo: En la formación de patrones para el desarrollo de extermidades en vertebrados -Ácido Retinoico

El programa genético incluye: Genes que definen: La localización El tipo de órgano de cada especie Se establece un plan corporal que define la ubicación de la regiones del cuerpo: Cabeza-tronco-extremidades o cabeza-tronco-cola

GENES HOMEÓTICOS Intervienen en el programa de desarrollo que determina la localización de órganos a lo largo del eje antero-posterior El eje proporciona la línea central a lo largo del cual se formarán el resto de estructuras y órganos corporales Determinan la forma corporal

Son genes de posición o selectores de posición de estructuras Expresan su actividad en regiones diferentes del embrión, subdividiendo al embrión a lo largo de la cabeza-cola en campos celulares con distintos potenciales de desarrollo, que se transformarán en miembros y otras estructuras Esta subdivisión es previa a la formación de órganos y estructuras

Actúan como genes “rectores” o “maestros”, dirigen la actividad de varios genes subordinados Ejemplo: Drosophila 1. - el gen homeotico que dirige la formación del ojo debe regular la expresión de alrededor de 2500 genes que codifican a las proteínas que dan la estructura y función del ojo 2. -igual en la formación y ubicación normal de las alas y patas

Un solo gen homeótico funciona como gen maestro capaz de controlar toda la serie de eventos necesarios para el desarrollo de una estructura compleja

MUTACIÓN HOMEÓTICA Alteración del gen homeótico y genes subordinados Sustitución de una parte del cuerpo por una estructura cuya ubicación normal corresponde a otro sitio. Ejemplo: moscas mutantes bitorax. Tienen un par de alas adicionales en sitios donde deberían estar los ápendices llamados estabilizadores Mutantennapedia. Tiene patas adicionales en el lugar de las antenas