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Biología del
Desarrollo
Aves – Mamíferos
Biol 3019 - JA Cardé, PhD
Universidad de Puerto Rico - Aguadilla
Enero - Mayo 2014
Objetivos
• Al terminar la conferencia los estudiantes
estarán capacitados para:
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Describir eventos principales del desarrollo de
aves y mamiferos
Definir estructuras y genes principales que
controlan desarrollo en aves y mamiferos
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Introducción
Huevo es grande, mucho vitelo: telolecito.
Citoplasma localizado en una pequeña isla
en el top de la masa vitelina
Desarrollo se puede observar cortando una
ventana en el cascaron
Amniotes: saco de agua (reptiles, aves y
mamiferos), membranas
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Amnios – permite flotar al embrion, evita
la deshidratación
Saco vitelino – nutrientes, angiotenesis
sistema circulatorio
Alantoides – almacena desechos
Corion – vascularizacion para respiración
externa
Cascaron – reptiles y aves, desrrollo
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Fecundación interna, en el oviducto
antes del huevo estar cubierto por
albumina, y el cascarón
Huevo telolecito; con pequeño disco de
citoplasma (blastodisco)
Segmentación: discoidal
meroblastics.
Divisiones celulares no penetran el
vitelo, solo en el disco en el plo animal
Blastodermo de una capa, mas
divisiones forman blastodermo de 5-6
capas unidos por tight junctions
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Blástula: el epiblasto se forma sobre la masa de vitelo como
un disco de dos capas de celulas
50,000 células al ponerlo
Células del epiblasto formar´n el mesodermo y ectodermo
Células del hipoblasto formarán el endodermo.
.
•Blastula: el epiblasto se
forma sobre la masa de
vitelo como un disco de
dos capas de células
•Células del epiblasto
formarán las tres capas
germinales y las
membranas
embrionarias
•Células del hipoblasto
formarán el saco
• Gastrulación:
• Ocurre en la línea
primitiva
- Células del epiblasto
migran dentro del
espacio entre capas
de células a traves del
nodo de Hensen
- En el extremo anterior
del epiblasto, y de la
linea primitiva que se
extiene posterior
desde el nodo
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Linea primitiva:
en aves, reptiles y
mamiferos equivale al labio
del blastoporo
Por donde ocurre
gastrulación
Las celulas convergen en
ella y forma en zurco
primitivo(blastoporo)
Define los ejes principales
Se extiende AntPost
Células entran por su lado
dorsal y migran a su lado
ventral
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Linea primitiva:
separa lados
derecho/izquierdo
Su eje es equivalente al
dorso ventral
Nodo es anterior
(notocordio)
Células que entran dan
lugar a corazon y riñones
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Neurulación:
En gastrula tardia
Células anterior a
Handens, se aplanan
Se forma plato neural
Bordes crecen y se
funden en tubo neural.
Organogenesis:
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Organos internos y
extremidades se forman
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Ej: como el corazon gira a la
derecha?
Expresion temporera de
moleculas a un lado del
embrionL
ActRII – activin receptor en el
lado derecho luego de comenzar
gastrula
Shh-Sonic hedgehog y nodal
expresados 1 hr luego de
gastrula en el lado izquierdo del
nodo
Nodal 5 hrs luego de gastrula en
el plato mesodermico izquierdo
cSnR – snail related- expresado
en el plato mesodermico derecho
• Mecanismos moleculares
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Formación de linea primitiva y
migraciones
Wnt: activado por FGF,
Huevo rota por el oviducto, gravedad
determina posición de la linea primitiva
Eje izq dere determinado por la
expresion de Nodal, Pitx2
Chordin, Noggin, Nodal
FGF, Hox,
Sonic hedgehog
Mamíferos
• Huevos mas
pequeños
• Dificiles de
manipular y
observar
• Fecundacion
interna
• Se pueden cultivar
despues
Mamíferos
• Sistema modelo : Ratones
• Se ovula un ovocito rodeado
por cumulus
• Se fecunda en la ampulla del
oviducto
• 1ra división depende de lugar
de entrada del
espermatozoide
• 1ra división dependiente de
miRNA34
Mamíferos
• Segmentación: holoblastica
rotacional
• Lenta, mientras los cilios lo
mueven
• Orientación única de
blastomeros:
• 1ra división meridional
• 2da división unas meridionales
y otras ecuatoriales
• Asincronía marcada entre
blastomeros (números
impares)
• Activación cigótica temprana
• Compactación marcada: E
caderina
Mamíferos
• Mórula: masa interna de células
rodeada por capa externa de células
• Externas: trofoblasto o
trofoectodermo corion y placenta
• ICM: masa interna de celulas
embrión
• Cavitación por bombas de Na+/K+ y
Na+/H+ (estimuladas por oviducto)
• Acumulación de Na+ y
agua:Blastocele
• Blastodisco: ICM a un lado del anillo
del trofoblasto
• Celulas de attach al utero?
• Etapa 2 celulas: totipotentes da lugar
Trofoblasto y pre ICM
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Mamíferos
Segmentación:
Zona pellucida: facilita unión entre espermatozoide ovocito
Cigoto se expande dentro de ella luego de fecundado
ZP evita que se adhiera al útero
Proteasa tipo tripsina digiere un hueco en la ZP
Utero (endometrio) modificado por hormonas (estr/progest)
Interacción entre proteínas de MEC uterina y yMEC del
huevo
• Cigoto digiere pared del utero y se entierra
• Gastrulación:
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Mamíferos
No hay vitelo en el huevo, porque?
Adaptaciones: extender oviducto hasta
útero y capacidad del cigoto de extraer
nutrientes de la madre
Decidua: parte maternal de la placenta
Inducida en la madre por el trofoblasto
ICM da lugar al hipoblasto o
endodermo primitivo saco vitelino
Epiblastoembrión
• Endodermo primitivo en contacto
con el epiblasto endodermo
visceral
• Endodermo primitivo en contacto
con el trofoblasto endodermo
parietal
• Gastrulación:
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Mamíferos
Comienza en el lado posterior del
embrion con el surgimiento del nodo
(equivale al Hensen)
Celulas de mesodermo y endodermo se
originan del epiblasto, pierden E
caderina y migran por linea primitiva
Migracion controlada por FGF, snail
Brachyury y Tbx6
Corion parte fetal de la placenta:
respira, nutre y protége al embrión
Grastrulación resulta en 2 centros de
señales eje antero-posterior
en el nodo: critico para sistema nervioso
y eje axial caudal
en el endodermo anterior visceral,
AVE,(cefalización)
Mamíferos
• Genes Involucrados
• BMP4, Wnt3, Nodal anterior
• Lefty 1, Cerberus antagonistas
posterior PLT Brachyury posterior
pero no anterior
• Chordin y Noggin anterior
• Dickkopf en todo el embrion pero
critico solo en cefalización
• Posterior: Wnt, FGF, Nodal y acido
retinoico
• HOX en mamiferos equivalen a
Hox de Drosophila:patrón anteroposterior
• igual que Drosophila, PLT?
HOX/Hox genes
Drosophila
Mamiferos
Humanos
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Mamíferos
Genes Involucrados
Dorso ventral – se sabe muy poco
Bilateralidad; Nodal, Lefty
Nodal y Pitx 2 en el lado izquierdo
Cerberus inhibe a nodal en el
derecho
Cilios en el nodo mueven fluido a
favor del reloj (derecha a izquierda,
vista ventral)
Pkd detecta movimiento
Defectos en dineina, cilios no se
mueven, organos al azar
Flujo artificial en direccion opuesta,
revierte la bilateralidad