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Diferenciación celular
Fenotipos dinámicos
Contenidos
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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
Estudio del desarrollo embrionario y la
diferenciación celular

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
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
Normales
Mutante “ojo en pata”
Mutante bithórax
Mutante antennapedia
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
Metilasa
Grupo metilo (-CH3)
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/