Diferenciacin Direnciacion celular Celular GENES HOMETICOS Cmo podemos

Diferenciación Direnciacion celular Celular

GENES HOMEÒTICOS

¿Cómo podemos explicarnos el hecho, de que todas las células de un organismo cuenten con la misma información genética, pero en el proceso de diferenciación estas cambien tan radicalmente de acuerdo a su ubicación?

Como sabemos, el ADN encierra toda la información de un organismo…. ¿Pero cómo es regulada la información que debe ser o no leída?

El segmento del ADN que contiene la información correspondiente a (en jerga, que codifica para) cada una de esas funciones se denomina gen, y su acción (en jerga, ex-presión) tiene lugar mediante la síntesis de distintos tipos de proteínas.

Algunas de las proteínas que son sintetizadas no expresan esa función directamente sino que lo hacen regulando la función de otros genes.

• Es conocido que durante el desarrollo embrionario la formación de algunos órganos o tejidos complejos abarca la actividad de varios genes, regulada por la operación de uno que se denomina gen homeótíco.

• En general, la expresión de los genes homeóticos en distintas zonas del embrión y en distintos momentos del desarrollo embrionario está bien delimitada.

• Los productos finales de la expresión de los genes homeóticos son las llamadas proteínas homeóticas, que forman un gradiente a lo largo del eje céfalo-caudal del embrión, y cuando se alteran, porque tiene lugar una mutación en un gen homeótico, queda inhibida la formación de estructuras corporales complejas.

• Habitualmente las proteínas homeóticas se vinculan con el ADN y activan o inhiben la expresión de otros genes. Los genes homeóticos, pues, poseen información posicional y seleccionan caminos particulares de desarrollo.

• Las mutaciones no son ni buenas ni malas: algunas son beneficiosas y otras pueden ser letales. Mediante la creación de nuevos genes, las mutaciones son una de las fuerzas que posee la evolución para dar lugar, en algunos casos, a nuevas especies. Los biólogos conocen la función de muchos genes estudiando sus mutantes: si un defecto en un gen causa alas cortas, consecuentemente sabrán qué versión correcta del gen es la que causará las alas normales.

• Esta es la forma normal, tipo salvaje, de la mosca de la fruta. Observa la forma y longitud de sus alas para comparar con las siguientes.

• Esta mutación se conoce con el nombre de alas vestigiales por el reducido tamaño de estas. Esta mutación aparece en el cromosoma 2 y es recesiva (ha de portar un gen de cada progenitor para expresar estas alas).

• Esta es la variedad curly, de alas curvadas, también mutación residente en el cromosoma 2. Se trata ahora de una mutación dominante, es decir, con sólo una copia del gen, la mosca ya presenta el carácter. Pero si las dos copias son mutantes, la mosca no sobrevive.

Modelos de Diferenciación Celular

Las células embrionarias sus Son capaces de transformar características Estructurales y funcionales Bajo la presencia de determinados Potencial inicial Proceso llamado Determinación Perdiendo su Especializadas Para ser Estímulos

Los factores determinantes De la Diferenciación celular son Moléculas Conocidas como Determinantes Citoplasmáticos localizados

Los organelos y moléculas En el cigoto están Distribuidos Al dividirse genera En forma No homegénea Células Con distinta Composición citoplasmática Lo que contribuye a una Primera etapa En la generación de Células diferentes

Es decir… • Las células hijas del cigoto no son idénticas entre sí. Las diferencias citoplasmáticas entre ellas (blastómeros), determinan diferentes patrones de expresión génica y cada célula queda entonces confinada a una trayectoria específica del desarrollo.

Así… Los determinantes citoplasmáticos localizados Constituyen la de Primera señal Diferenciación Durante el Desarrollo Que son complementadas con Por ejemplo La inducción Células vecinas Relacionados con la interacción de Que ocurre cuando 2 células De distinto fenotipo toman contacto Procesos

Inducción Hay 2 tipo de células Célula respondedora Célula inductora Célula que cambia su fenotipo influenciada por otra Célula que causa el cambio para modificar a otra Su interacción permite Que las células vecinas adquieran un patrón de desarrollo similar y de forma coordinada

Inductores en la formación del ojo en vertebrados

• La capacidad de una célula de modificar su fenotipo, es decir, de responder frente a la presencia de una célula inductora se denomina COMPETENCIA

Comprobando la inducción: Por ejemplo, al transplantar células que dan origen al ojo (células del primordio óptico) hacia una región diferente del ectodermo (una de las principales capas embrionarias) se observa la formación del cristalino en la respectiva zona ectodermica.

Las células mesenquimáticas En las Inducen la formación de ramificaciones Para que formen una Condensación celular Que deriva en Células epiteliales Que formaran Túbulos proximales Túbulos distales Glomérulo Células Epiteliales del brote uretral Que se diferencian en Los cuales Inducen a Túbulos colectores

Diferenciación del riñón • En estos procesos de morfogénesis renal participan un gran número de señales solubles, incluyendo proteínas de la familia del factor de crecimiento transformante beta, y también señales ancladas a la superficie celular (integrinas; se vera más adelante). • Algunas señales son expresadas por el epitelio mientras otras son producidas por las células del mesénquima. • También participan receptores específicos de estas señales.

En la inducción… • Las señales de inducción son moléculas de diferente naturaleza, como: • Hormonas. • Factores de crecimiento. • Citoquinas. Las citoquinas (o citocinas) son un grupo de proteínas de bajo peso molecular que actúan mediando interacciones complejas entre células de linfoides, células inflamatorias y células hematopoyéticas. • Los efectos pueden ser: • Cambios en la producción de moléculas de adhesión (célulamatriz) importante en la formación y determinación de las características de los tejidos.

Diferenciación de células troncales

Las células troncales Se encuentran en los Organismos pluricelulares Que se caracterizan por Autorrenovación Capacidad de experimentar numerosos ciclos de división Manteniendo su carácter indiferenciado Potencialidad limitada Capacidad de diferenciarse en otros tipos celulares

Las células troncales Corresponden a 3 clases de células derivadas de Del cordón umbilical blastocistos células troncales adultas

Las células troncales En adultos En embriones Dan origen a todos los tipos celulares Participan en la mantención de tejidos en renovación Piel o tubo digestivo Reparación de tejidos

A medida que las células se diferencian pierden su potencialidad de transformarse en otros tipos celulares. 1° son totipotentes: capaces de originar cualquier tipo celular. 2° son pluripotentes: capaces de originar un subconjunto de tipos celulares. 3° son multipotentes: capaces de generar células de su propia capa o linaje embrionario de origen. 4° son unipotentes: capaces de autorrenovarse y originar un solo tipo celular.

Las células troncales pueden ser cultivadas en condiciones de laboratorio y su diferenciación puede ser estimulada in vitro, para producir, por ejemplo, células musculares o nerviosas. También pueden utilizarse con fines médicos.

En tejidos adultos… La pérdida de células Se compensa a través de La proliferación de células del mismo tipo celular ya diferenciadas En la mayoría de los tejidos la Por ejemplo hepatocitos Recuperación de células dañadas Es efectuada por Proliferación y diferenciación de células troncales que se encuentran formando parte de dichos tejidos Es decir Células madre unipotentes

En el intestino… • Las células troncales se encuentran en el fondo de las criptas, formando parte del tejido epitelial que recubre al intestino. Criptas: cavidades ubicadas entre las vellocidades intestinales.

En el intestino… Criptas: cavidades ubicadas entre las vellocidades intestinales. • A medida que las células del extremo superior de las criptas mueren se desprenden hacia el lumen del intestino. • Al mismo tiempo , las células que se encuentran más abajo ascienden, remplazando a las perdidas. • Esto es llevado a cabo por la proliferación y posterior diferenciación de células troncales en células epiteliales diferenciadas.