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INICIO DEL DESARROLLO DE
LOS MIEMBROS
Mesénquima procedente de células
de la placa lateral del mesodermo
dará el esqueleto.
Células del miotomo paraxial de los
somites darán la musculatura
EJES EN UN MIEMBRO
pulgar (1)
nudillos
palma
meñique (5)
ZONAS EN UN MIEMBRO EN
DESARROLLO
DIFERENCIACIÓN OCURRE EN
EL SENTIDO P→D
FGF10 Y EL INICIO DE LOS
MIEMBROS
FGF8
FGF10
Inducción de un nuevo
miembro por FGF10
¿MIEMBROS ANTERIORES O
POSTERIORES?
TF del tipo T-box
Pérdida de función: síndrome de Holt-Oram.
+/-: problemas en brazos y corazón, no en piernas.
Pero los brazos no se convierten en piernas
¿MIEMBROS ANTERIORES O
POSTERIORES?
(80% casos)
(o quimérica)
(54% casos)
EL EJE PROXIMO-DISTAL
Los FGFs
IMPORTANCIA DEL BORDE
APICAL
EL BORDE APICAL ACTÚA
MEDIANTE FGF-8
RNA de FGF-8 en el borde apical
de un miembro en desarrollo
BUCLE FGF-8/FGF-10 EN EL
MIEMBRO EN DESARROLLO
Fgf10
Fgf10
FGF-10
FGF-8
FGF-8 se expresa en el borde apical y FGF-10 en el mesénquima de la zona de progreso.
FGF-10 del mesénquima induce el borde apical. FGF-8 del borde apical mantiene el estado
de mesénquima indiferenciado de la zona de progreso: bucle de autoalimentación.
LOS GENES HOX EN EL
MIEMBRO EN DESARROLLO
A
d10-d11
Inversión
(por Shh)
A
P
P
Genes HOX de los grupos a y d del 9 al 13 se expresan en los miembros en desarrollo
(los 9 no se expresan en los miembros posteriores)
EFECTO DE LOS GENES HOX
SOBRE EL EJE P-D
EL PASO DE ALETA A PATA
No hay relación clara entre radios de la aleta y dedos
A
d10-d11
A
Inversión
P
P
No se da en los peces. Depende de UN elemento
de los promotores ausente en peces.
El cambio originaría dedos a la vez en las cuatro patas
EL EJE ANTERO-POSTERIOR
Sonic hedgehog (Shh)
LA ZONA DE ACTIVIDAD
POLARIZANTE (ZPA) Y SHH
RNAm de Shh
¿POR QUÉ SE EXPRESA SHH
SÓLO EN LA ZPA?
FGF-8
TF: Hoxb-8 y dHAND
Shh
LA ZPA ES UNA FUENTE DE
MORFÓGENOS
El dígito más anterior
(número menor) parece
independiente de Shh
Mismo efecto poniendo Shh
¿Actuación vía BMPs en mesodermo interdigital?
EXPRESIÓN DE Shh EN LA ZPA
Polidactilias en humanos y ratones asociadas
a cambios en MFCS1
EXPRESIÓN DE Shh EN LA ZPA
Polidactilias en humanos y ratones asociadas
a cambios en MFCS1
Hay elementos negativos en MFCS1
wt
EXPRESIÓN DE Shh EN LA ZPA
Falta zona distal de
los miembros
Sólo UN dedo y eje D-V normal
Ratones con gen Shh SIN MCFS1: no hay expresión y problemas sólo en los miembros
(KO para Shh acaban muriendo pero tienen similares defectos en los miembros)
Hay elementos positivos en MFCS1
EL EJE DORSO-VENTRAL
Wnt-7a
EL EJE D-V VIENE DADO POR
EL ECTODERMO
Lmx-1 es un TF del tipo “homeobox”
DEFECTO EN Lmx-1: EL
SÍNDROME DE NAIL-PATELLA
Falta de uñas (lado dorsal)
Falta de rótula (lado dorsal)
INTERACCIONES ENTRE LOS
DIFERENTES EJES
Dorsal
Wnt-7a
Exceso de Wnt-7a causa
mayor AER
Mutantes sin Wnt-7a no
tienen dedo posterior porque
se reduce la expresión de Shh
¿?
FGF-8
Shh
Sin Shh acaba desapareciendo AER:
faltan zonas distales
Importante que el crecimiento a lo largo
de los tres ejes esté coordinado
INTERPRETACIÓN DE LAS
SEÑALES POSICIONALES
LA IMPORTANCIA DE LA
APOPTOSIS EN EL
TERMINADO DEL MIEMBRO
BMP´s
APOPTOSIS Y LA SEPARACIÓN
DE LOS DEDOS EN GALLINA
Rojo neutro
BMP´s
Inhibidores de
BMP´s
Apoptosis
Efecto tunel
EFECTO DE INHIBIR BMP´s
DIFERENCIAS PATO-GALLINA
Expresión inhibidor
de BMP´s
Zonas de apoptosis
Expresión inhibidor
de BMP´s
Zonas de apoptosis
LOS BMP´s Y LA OSIFICACIÓN
Efectos de inhibir BMP´s en
la formación de hueso
Efectos de mutante para noggina:
falta de articulaciones
¿PRECURSOR DE VERTEBRADOS
E INVERTEBRADOS?
Eyespot?
Sensory
Appendages?
Head
Abdomen
Tail
Anus/
Genitals
Mouth
A/P Axis
Gills?
D/V Axis
Dpp/BMP4 Non-neural Ectoderm
Hox genes
Sog/Chd
Neural Ectoderm
Photosensitive
organs
Protrusions or
appendages
No se trataría de un individuo ameboide sino ya bastante complejo: bastante evolución previa
Otros animales a su alrededor no han persistido: ¿simple azar? (Gould: “La vida maravillosa”)