5. Característiques generals de les etapes de desenvolupament embrionari (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Rovira y Virgili (URV)
Grado Bioquímica y Biología Molecular - 1º curso
Asignatura biologia cel·lular
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 02/04/2016
Descargas 10
Subido por

Vista previa del texto

MRDD CARACTERÍSTIQUES GENERALS DE LES ETAPES DEL DESENVOLUPAMENT EMBRIONARI SEGMENTACIÓ, BLÀSTULA, GÀSTRULA. INTERACCIONS NUCLEO – CITOPLASMA DURANT EL DESENVOLUPAMENT. INDUCCIÓ EMBRIONARIA I NEURULACIÓ.
DIFERENCIACIÓ CEL·LULAR. FORMACIÓ DEL PATRÓ.
Segmentació Les dues primeres cèl·lules originades de la primera mitosi després de la fecundació s’anomenen blastòmers. És a partir d’aquestes dues cèl·lules totipotents a partir de les quals, si es separen, poden originar dos organismes genèticament iguals i independents.
Durant el procés de la segmentació, l’embrió es desplaça cap a la cavitat uterina amb la finalitat que es dugui a terme la nidació, és a dir, que aquest embrió en desenvolupament entre en contacte amb la paret del úter i s’hi desenvolupi l’estructura de la placenta. Aquesta quan ja estigui desenvolupada és la que permetrà el intercanvi sanguini entre la mare i l’embrió, a partir del qual hi passaran tots els nutrients necessaris per al desenvolupament posterior de l’embrió.
Durant el procés de la fecundació, l’òvul no està unit a res i, per tant, tots els nutrients que necessita per dur a terme aquest procés i, juntament amb el procés de transport fins a l’úter, han d’estar emmagatzemats ja en l’òvul.
L’etapa de segmentació passa un seguit de divisions fins a arribar a l’etapa de blastòcit, la qual es caracteritza per mantenir encara la zona pel·lúcida (aquesta es manté fins que l’embrió entra en la cavitat uterina, el que permetrà que l’embrió no creixi de mida i a la vegada el protegirà de que s’implanti en la cavitat ovàrica). Abans però, d’arribar en aquest punt, quan l’embrió arriba al estat de 8 MRDD cèl·lules, se l’anomena “mòrula”. Aquestes cèl·lules alliberaran una mena de líquid el qual farà que certes cèl·lules se separin i quedin restringides rodejant una cavitat (exteriorment). [En aquesta fase l’embrió s’anomena blastòcit]. Aquestes cèl·lules s’anomenen “cèl·lules del trofoectoderma” i seran les encarregades de desenvolupar la placenta. Les altres cèl·lules es quedaran totes agrupades en una regió, les quals s’anomenen “cèl·lules de la massa cel·lular interna”. És a partir d’aquesta massa desorganitzada de cèl·lules que s’originarà el futur embrió.
Canvis químics durant la segmentació Durant l’etapa de segmentació hi haurà un gran augment del material nuclear (ja que l’embrió s’ha dividit molts cops). Aquest increment es formarà a partir del material citoplasmàtic que tenia emmagatzemat l’òvul. Durant aquesta fase NO hi ha síntesi de nous precursors, tot el que es necessiti ja està des de el principi en l’òvul.
Si es tracta l’embrió amb actinomicina (inhibidor de la síntesi del mRNA), el procés de la segmentació no s’atura. El material genètic no s’expressa durant la segmentació.
Per al contrari, durant aquesta etapa sí que hi ha una gran síntesi de proteïnes, el que significa que o bé els RNAm ja estaven en el citoplasma de la cèl·lula o bé, ja s’havien sintetitzat les proteïnes.
- Histones nuclears: Necessàries per a la duplicació del DNA. Existeixen reserves del seu mRNA en l’òvul sense fecundar.
Tubulines (microtúbuls): Existeixen reserves del seu RNAm a l’òvul.
Ribonucleòtid reductasa: Necessària per a la duplicació de DNA. Passa de ribonucleòtids a desoxiribonucleòtids. Existeixen reserves del seu mRNA a l’òvul.
DNA polimerasa: Existeixen reserves del se mRNA a l’òvul.
Per a mostra d’això, si es tracta l’òvul en segmentació amb puromicina (inhibeix la síntesi proteica a partir del mRNA), sí que es deté la segmentació.
En l’etapa de segmentació, el cicle cel·lular es restringeix bàsicament a l’etapa S (síntesi del DNA) i M (mitosi). No hi ha l’etapa de creixement perquè la capa pel·lúcida ho impedeix i, tampoc hi ha l’etapa G2 (preparació i síntesi de proteïnes) ja que aquestes ja hi són.
La velocitat de replicació de l’òvul en aquesta etapa supera la velocitat de duplicació de qualsevol cèl·lula cancerosa.
MRDD Al principi de la segmentació les cèl·lules tenen un aspecte com si es poguessin separar però a mesura que va avançant aquesta etapa, les cèl·lules s’estructuren gràcies a la unió d’un vincle fins que arriben a formar una cavitat interna (blastocele) i les cèl·lules s’organitzen en cèl·lules de la massa cel·lular interna i en cèl·lules del trofoblast.
En la fase de blastòcit, en les cèl·lules del trofoblast ja apareixen certes diferenciacions en les cèl·lules de membrana del tipus desmosomes (hi ha unions íntimes en les cèl·lules de la membrana) Gastrulació Procés que consisteix en el desplaçament de parts de l’embrió jover per a originar 3 capes germinals.
Del blastoderma, s’hi diferenciaran l’ectoderma, el mesoderma i l’endoderma. A partir d’aquesta diferenciació cel·lular, on determinades cèl·lules creixen cap a una determinada posició, que s’origina el terme “morfogenètic”.
Cada òrgan i cada teixit que hi ha en un organisme animal en la seva etapa adulta prové d’alguna de les 3 capes cel·lulars formades en aquesta etapa.
Característiques 1.
Reordenació de les cèl·lules de l’embrió mitjançant moviments morfogenètics.
2. Disminució del ritme de les divisions cel·lulars.
3. Canvia el tipus de metabolisme, s’incrementen les oxidacions. [Gran activitat dels mitocondris, aquests comencen a desenvolupar moltes crestes].
4. Incrementa l’activitat dels nuclis per a controlar les activitats cel·lulars embrionàries.
- La influència dels cromosomes paterns es fa evident.
- Es comencen a sintetitzar proteïnes de molts tipus nous que no es trobaven en l’embrió.
MRDD A partir d’aquesta etapa comencen a aparèixer proteïnes noves que no estaven presents en l’etapa anterior.
Amb aquest experiment d’hibridació, es va poder demostrar que amb l’ús de RNAm d’un embrió en blàstula si s’hibridava amb un DNA, aquests s’uniran en el seu lloc complementari.
Si després, intentem hibridar els que provenen d’una gàstrula, s’observa que encara hi ha llocs buits perquè aquests s’uneixen a llocs nous, és a dir, gens que abans no estaven expressats.
Neurulació La capa ectodèrmica es plegarà sota l’influencia d’una estructura essencial d’origen mesodèrmic, la notocorda. Aquest plegament s’interioritzarà fins a generar un tub. Això es dóna lloc en tot l’embrió pel que, abans aquest era una estructura amb capes i ara, començarà a aparèixer aquest tub que estarà situat al llarg de tot l’eix de l’embrió. És en aquest moment en que s’origina un eix anomenat cefalocaudal, que va des de el cap fins a l’extrem de la columna vertebral. La direcció d’aquest tub neural és la mateixa que tindrà posteriorment el tub digestiu. Aquest eix marca una polaritat molt clara dins de l’embrió.
El més important d’aquest fenomen és que és un procés d’inducció cel·lular, un tipus de procés que és molt comú en el procés de desenvolupament embrionari. Això vol dir que hi ha parts de l’embrió que interaccionen amb altres parts i ajuden a que aquestes regions es transformin. Aquest és el pas de l’estructura de la notocorda, la qual si s’extirpa, l’estructura que s’havia començat a generar a partir del ectoderma el qual s’havia començat a arrodonir, aquest es redreça i es torna a convertir en pell. Això vol dir que per a que es formi el sistema nerviós central a partir del ectoderma, es necessita d’aquesta interacció amb la notocorda. En aquests processos hi ha una part reaccionant (el ectoderma) i un inductor (la notocorda). Això es degut a un estímul genera per una expressió diferencial de gens per a transformar el sistema nerviós el quals són diferents als que s’expressen quan l’ectoderma es transforma en pell.
MRDD Per tant el procés de neurulació és un procés d’inducció embrionària que genera la formació del tub neural.
Metabolisme de la neurulació  Increment de l’activitat metabòlica cel·lular.
- Major consum d’oxigen - Augmenta la glucogenòlisi, és a dir, les oxidacions de les reserves d’hidrats de carboni.
 Síntesi activa d’àcids nucleïcs i proteïnes amb intervenció d’ATP (síntesi associada a les oxidacions mitocondrials). Síntesi de noves proteïnes (que no estaven en blàstula i que són específiques) per a la formació del tub neural. Genoma plenament actiu ja que en cada etapa hi ha una expressió diferencial de gens.
 Els mitocondris augmenten de mida i complexitat i incrementen les citocrom – oxidades.
 Augment en la síntesi de mRNA específics.
 La neurulació dóna lloc a la desrepresió del genoma.
Característiques dels sistemes de desenvolupament Fenòmens intercel·lulars: Cèl·lula – cèl·lula 1.
2.
3.
4.
Morfogènesi: Moviment de cèl·lules. (Ex: gastrulació).
Inducció: Formació del sistema nerviós.
Determinació: Fixació del destí d’una part de l’embrió.
Formació de patró: Procés complex que dirigeix la determinació espacial correcte, les cèl·lules expressen el seu estat de determinació i es diferencien. Correcta expressió diferencial de gens.
5. Diferenciació Fenòmens intracel·lulars. (Nucli – citoplasma) - Especialització estructural i funcional de cèl·lules individuals.
- Activació diferencial de gens.
- Aparició de caràcters bioquímics i citològics distintius.
Formació del patró: MRDD L’apoptosi és un procés essencial en el desenvolupament embrionari ja que per exemple, durant les 5 setmanes, els dits de les mans es troben fusionats entre si, però a les 6 setmanes ja hi ha hagut una mort programada de les cèl·lules interdigitals. Un error en aquesta mort cel·lular programada pot generar problemes com ara la fusió dels dits de la mà. Un error en l’expressió diferencial de gens en una regió determinada pot ser el responsable d’una polidactília.
Diferenciació cel·lular [Exemple diferenciació hematopoètica de cèl·lules sanguínies que es sintetitzen en la melsa o en la medul·la òssia] Cèl·lula indeterminada però sempre Hematopoètica - Eritroblast (Cèl·lula determinada)  Eritròcit. Cèl·lula diferenciada. No té nucli i la seva funció és el transport de la hemoglobina.
Cèl·lula precursora d’un glòbul blanc (Cèl·lula determinada)  Leucòcit. Cèl·lula diferenciada Determinació: Predisposició genètica a donar una diferenciació.
Diferenciació: Restricció progressiva de les potencialitats de la cèl·lula a donar tipus de cèl·lules diferents.
Cap al final del tercer mes, tots els sistemes d’òrgans ja s’han constituït.
...