Teoría
del organizador
Hans Spemann a principios de 1900 como resultado de
estudio en la diferenciación en el sistema nervioso de embriones de anfibios.
Esto dio origen a la teoría del organizador, la cual es reconocida como uno de
los conceptos más significativos del siglo XIX.
Trabajo
de Hans Spemann
Las primeras pruebas de la equivalencia del núcleo
celular en las etapas temprana del desarrollo embrionario fueron apartadas por
Hans Spemann, gracias a los experimentos que realizo con huevos de salamandras.
Sus estudios dieron origen a la teoría del organizador, lo cual constituyo el
proceso embriológico más importante durante la primera mitad del siglo XX. En
los experimentos de Spemann que el mesodermo tiene influencia aductiva sobre el
endodermo. Spemann llamo a este proceso
inducción embrionaria, ósea la influencia que tiene un tejido sobre otro
durante el desarrollo es la causa fundamental de su diferenciación. Con sus
experimentos Spemann reafirmo la teoría de la Epigenesis planteo el principio de
indicio embrionario y estableció la teoría de los organizadores inductivos.
Clonación
La clonación (del griego κλών, "retoño, rama") puede definirse como el proceso por el
que se consiguen, de forma asexual, copias idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollado.
Se deben tomar en cuenta las siguientes características
- En primer lugar se necesita clonar las células, ya que no se puede hacer un órgano o parte del "clon" si no se cuenta con las células que forman a dicho ser.
- Ser parte de un animal ya "desarrollado", porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal, y sólo cuando es adulto se pueden conocer sus características.
- Por otro lado, se trata de crearlo de forma asexual. La reproducción sexual no permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad.
Clonación
molecular
La clonación molecular se utiliza en una amplia variedad de experimentos biológicos y las aplicaciones
prácticas van desde la toma de huellas dactilares a producción de proteínas a gran escala.
En la práctica, con el fin de amplificar cualquier secuencia en un
organismo vivo, la secuencia a clonar tiene que estar vinculada a un origen de
replicación; que es una secuencia de ADN.
Transfección
Se introduce
la secuencia formada dentro de células.
Selección
Finalmente
se seleccionan las células que han sido transfectadas con éxito con el nuevo
ADN.
Inicialmente, el ADN de interés necesita ser aislado de un
segmento de ADN de tamaño adecuado. Posteriormente, se da el proceso de
ligación cuando el fragmento amplificado se inserta en un vector de clonación:
El vector se linealiza (ya que es circular),usando enzimas de restricción y a continuación se incuban en
condiciones adecuadas el fragmento de ADN de interés y el vector con la enzima
ADN ligasa.
Tras la ligación del vector con el inserto de interés, se produce la transfección dentro de las células, para ello las
células transfectadas son cultivadas; este proceso, es el proceso determinante,
ya que es la parte en la que vemos si las células han sido transfectadas
exitosamente o no.
Tendremos que identificar por tanto las células transfectadas y las no
transfectadas, existen vectores de clonación modernos que incluyen marcadores
de resitencia a los antibióticos con los que
sólo las células que han sido transfectadas pueden crecer. Hay otros vectores
de clonación que proporcionan color azul/ blanco cribado. De modo, que la
investigación de las colonias es necesaria para confirmar que la clonación se ha
realizado correctamente.
Clonación
celular
Clonar una célula consiste en formar un grupo de ellas a partir de una
sola. En el caso de organismos unicelulares como bacterias y levaduras, este proceso es muy sencillo, y sólo
requiere la inoculación de los productos adecuados.
Sin embargo, en el caso de cultivos de células en organismos
multicelulares, la clonación de las células es una tarea difícil, ya que estas
células necesitan unas condiciones del medio muy específicas.
Una técnica útil de cultivo de tejidos
utilizada para clonar distintos linajes de células es el uso de aros de
clonación (cilindros).
De acuerdo con esta técnica, una agrupación de células unicelulares que
han sido expuestas a un agente mutagénico o a un medicamento utilizado para
propiciar la selección se ponen en una alta dilución para crear colonias
aisladas; cada una proviniendo de una sola célula potencialmente y clónicamente
diferenciada.
En una primera etapa de crecimiento, cuando las colonias tienen sólo
unas pocas células; se sumergen aros estériles de poliestireno en grasa, y se
ponen sobre una colonia individual junto con una pequeña cantidad de tripsina.
Las células que se clonan, se recolectan dentro del aro y se llevan a un
nuevo contenedor para que continúe su crecimiento en forma natural.
Clonación de
organismos de forma natural
La clonación de un organismo es crear un nuevo organismo con la misma
información genética que una célula existente. Es un método de reproducción asexual,
donde la fertilización no
ocurre. En términos generales, sólo hay un progenitor involucrado. Esta forma
de reproducción es muy común en organismos como las amebas
y otros seres unicelulares, aunque la mayoría de las plantas y hongos también se reproducen
asexualmente.
También se incluye la obtención de gemelos
idénticos de manera natural. Se considera como una alteración espontánea
durante el desarrollo embrionario, ignorándose su causa, aunque existe una
correlación familiar estadísticamente significativa.
Gemelación
artificial
Este tipo de clonación consiste en tomar un embrión de hasta 8 células y
generar embriones idénticos preimplantatorios (se podrían generar hasta 8
embriones idénticos, uno a partir de cada blastómera). Las blastómeras
biopsiadas del embrión original se introducen individualmente o de dos en dos
en una zona pelúcida vacía (puede proceder de otro animal, pues después el
embrión sale de ella), o en una cubierta artificial (ZPA), y de cada uno se
generan embriones idénticos al original (clones).
En veterinaria se lleva haciendo más de 30 años (para preservar las
razas puras y mantener los caracteres deseados de un determinado animal), sin
embargo, al considerarse una clonación, está totalmente prohibido en humanos,
principalmente porque los embriones humanos pueden morir durante el proceso. Si
se legalizase esta técnica, el rendimiento por ciclo de fecundación in vitro
(FIV) aumentaría espectacularmente, pues se podrían obtener muchos más
embriones y fácilmente; además ya no sería necesario someter a las mujeres a
tratamientos fuertes de estimulación ovárica, pues a partir de un sólo embrión
podrían obtener hasta 8 clones: se transfiere uno y los otros se congelarían,
para poder ser transferidos años después o como reserva de seguridad, por si el
hijo necesita células madre para el tratamiento de alguna enfermedad.
Etapas
del desarrollo embrionario en seres humanos
Podemos reconocer en el desarrollo embrionario además de
la fecundación ya mencionada, las siguientes etapas:
- Segmentación
- Blastulación
- Gastrulación
- Organogénesis
Segmentación: Durante
esta etapa el cigoto presenta una serie de divisiones que producen gran
cantidad de células denominadas blastomeros.
El aspecto que toma el huevo después de muchas divisiones
es el de una mora, por eso a ese estado se le conoce con el nombre de mórula;
posteriormente se forma en la parte interna de esta masa de células una cavidad
central denominada blastocele; esta fase recibe el nombre de blástula.
La segmentación se efectúa de manera diversa según la
cantidad de vitelo que tenga el huevo; a menor cantidad de vitelo mayor
velocidad de multiplicación y viceversa.
Tipos
de Segmentación: La cantidad y disposición de vitelo en el
huevo influye en la forma de segmentación y de acuerdo a esto puede ser: Total
u holoblastica y parcial o meroblastica.
Segmentación
total u holoblastica: Afecta a todo el huevo y ocurre en los
huevos oligolecitos y algunos mesolecitos o heterolecitos.
De acuerdo a la disposición de los blastomeros
resultantes de la segmentación total se puede presentar los tipos siguientes:
segmentación total radial, segmentación total espiral y segmentación total
bilateral.
Segmentación
parcial o meroblastica: Ocurre en los huevos que poseen
abundante vitelo, lo cual hace que el citoplasma del huevo no pueda dirigir la
división de toda la masa de vitelo, el cual permanece indiviso.
Se conoce dos tipos de segmentación parcial: segmentación
parcial discoidal; ocurre en el polo animal y se forma como un disco que flota
sobre el vitelo.
Segmentación parcial superficial: El huevo se divide sin
que aparezcan externamente delimitaciones en el vitelo.
Blastulación: las
sucesivas divisiones de la segmentación conducen a una etapa en la que el
sigote ha alcanzado un gran número de células.
A esta etapa se le denomina blástula y aparece como una
bola o pelota, con una cavidad en su interior que se denomina blastocele.
Gastrulación:
Durante esta etapa suceden un conjunto de procesos que tienen por objeto la
formación de las capas fundamentales del embrión: ectodermo, mesodermo y
endodermo.
De estas tres capas derivan los diferente órganos y
sistemas propios de cada especie.
El proceso de gastrulación ocurre según las especies, por
diferentes procedimientos: por invaginación o embolia, por epibolia, por
inmigración y deslaminación.
Organogénesis:
consiste en la formación de órganos en el embrión a partir de las tres hojas embrionarias.
Naturalmente antes de que los órganos adquieran su forma definitiva como en el
adulto, se inicia su desarrollo con el esbozo o formación de órganos
rudimentarios, que luego con la diferenciación y el crecimiento toman la forma
definitiva propia de los adultos. De las tres hojas embrionarias que se forman
durante la gastrulación se derivan todos los órganos del cuerpo:
Del ectodermo derivan: la epidermis, las glándulas
anexas, el cristalino, el tejido nervioso, el esmalte de los dientes.
Del mesodermo se originan: los músculos esqueléticos, el
tejido conjuntivo, el sistema circulatorio, las células sanguíneas y
linfáticas, los riñones, los nefridios, los conductos, etc.
Del endodermo se originan; el hígado, el páncreas, el
epitelio y las glándulas intestinales, los pulmones, la tráquea, las glándulas
tiroides, etc.
La etapa de la organogénesis comprende a su vez dos
procesos: La diferenciación y el crecimiento.
Diferenciación: es
el proceso en el cual se forman células nerviosas, musculares, etc. Una vez que
las células del embrión en desarrollo comienza a adoptar la estructura y
funciones especializadas que tendrán en el adulto. Las células diferenciadas se
organizan en tejidos, los tejidos en órganos y los órganos en sistemas.
Crecimiento:
durante este período el organismo aumenta de tamaño, debido a la división
celular que incrementa el número de células y el aumento de tamaño de las
células o ambos procesos. De todas maneras, cualquiera que sea el mecanismo, el
crecimiento depende de la incorporación de mayores cantidades de materia y
energía que las requeridas para el mantenimiento de las funciones normales del
organismo.
Capas
embrionarias
El embrión debe ser trilaminar para desarrollar todas sus
estructuras por diferenciación progresiva de los tipos celulares y su
especialización divergente
Endodermo: da origen a
Intestino primitivo, Tráquea, bronquios, pulmones, faringe oído medio,
paratiroides, tiroides, tubo digestivo, hígado, páncreas, alantoides y vejiga
urinaria.
Mesodermo: Cráneo, esqueleto
axial, músculos, conductos de Muller, oviducto, útero, vagina, epidídimo, capas
de la piel, uréteres, corteza adrenal, pelvis renal, vasos sanguíneos, corazón.
Ectodermo: Glándulas mamarias,
glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas, ano, esmalte de dientes, epitelio
nasal, epitelio oral, cristalino del ojo, cerebro, nervios motores, hipófisis,
retina, medula espinal, ganglios espinales.
Control
genético del desarrollo.
Sucede cuando se
manipula el ADN del embrión, básicamente se realiza para detectar posibles
problemas hereditarios en los bebes antes de su formación en la barriga y se
manipula su ADN para evitar que estas enfermedades se den, tal como exceso de
cromosomas en uno de los pares o déficit de los mismos. Esto se realiza cuando
las parejas tienen dificultades para procrear y desean hacerlo a través de la
fertilización in vitro y el examen de control genético les asegura que el bebe
podrá sobrevivir.
Control
genético del desarrollo.
Sucede cuando se
manipula el ADN del embrión, básicamente se realiza para detectar posibles
problemas hereditarios en los bebes antes de su formación en la barriga y se
manipula su ADN para evitar que estas enfermedades se den, tal como exceso de
cromosomas en uno de los pares o déficit de los mismos. Esto se realiza cuando
las parejas tienen dificultades para procrear y desean hacerlo a través de la
fertilización in vitro y el examen de control genético les asegura que el bebe
podrá sobrevivir.
Sustancias Organizadoras.
Los genes y la información genética que tienen las células orientan el desarrollo de organismos. En alguna etapa del desarrollo debe haber diferenciación; la información que tienen las células en la que se divide el cigoto es la misma para todas.
Durante las primeras etapas del desarrollo todas las células son toti potentes; cada una tiene la capacidad de desarrollar un embrión completo. El núcleo conserva todas sus potencialidades y puede diferenciarse en distintos tipos de células.
Los genes y la información genética que tienen las células orientan el desarrollo de organismos. En alguna etapa del desarrollo debe haber diferenciación; la información que tienen las células en la que se divide el cigoto es la misma para todas.
Durante las primeras etapas del desarrollo todas las células son toti potentes; cada una tiene la capacidad de desarrollar un embrión completo. El núcleo conserva todas sus potencialidades y puede diferenciarse en distintos tipos de células.
Genes y desarrollo
El desarrollo de un individuo multicelular ocurre a
partir de un cigoto que prolifera mediante mitosis y mediante el proceso de
determinación celular. En un principio todas y cada una de las células que
constituyen el embrión pueden convertirse en cualquier tipo celular, son
células pluripotentes, pero en la mayoría de los individuos tras algunas
divisiones del embrión cada célula determina a qué tipo celular corresponderá y
ya no podrá volver a formar otro tipo de célula
Diferenciación celular
Diagrama de la división
y diferenciación celular de la célula madre.
A - Célula madre; B - célula del progenitor; C - célula diferenciada; 1 - división simétrica de la célula madre , 2 - división asimétrica de la célula madre, 3 - división de la célula del progenitor; 4 - diferenciación terminal.
A - Célula madre; B - célula del progenitor; C - célula diferenciada; 1 - división simétrica de la célula madre , 2 - división asimétrica de la célula madre, 3 - división de la célula del progenitor; 4 - diferenciación terminal.
La diferenciación
celular es el proceso, en virtud del cual, las células de un linaje celular
concreto (el linaje celular se determina en el momento de la formación del
embrión) sufren modificaciones en su expresión génica, para adquirir la
morfología y las funciones de un tipo celular específico y diferente al resto
de tipos celulares del organismo.
Cualquier célula que
presente capacidad de diferenciación es lo que se denomina célula madre. Éstas pueden clasificarse según su
capacidad de diferenciación en totipotentes, pluripotentes, multipotentes
y unipotentes. En los mamíferos,
solo el cigoto y
las células embrionarias jóvenes son totipotentes, mientras que en las plantas y hongos, muchas células son
totipotentes. Los últimos avances científicos están consiguiendo inducir
células animales diferenciadas a ser totipotentes.
Regulación
Genética En Las Células Superiores
Regulación genética en las células superiores - las
histonas
El operon que regula la actividad de las células bacterianas,
no se cree en general que sea el medio de regulación genética de las células de
los organismos superiores.
Es probable que en el control de la expresión genética en
las células superiores esté implicado más de un mecanismo, este organismo son
proteínas denominadas histonas, que se enlazan fuertemente a la molécula de ADN
( en las células vegetales y animales el ADN, esta siempre asociado con
proteínas ).
El número de ARN en los núcleos celulares aislados puede
estar correlacionado con la cantidad de histonas presentes. Mientras más
histonas, menor la producción de ARN y mientras menos histonas mayor será la
producción de ARN.
Esto quiere decir que es posible que el ARNm pueda
transcribirse, solo si el ADN no está bloqueado por las moléculas de
histona
8.6. la regeneración y cicatrización
La reconstrucción es la capacidad para reconstruir los tejidos después de una lesión
8.6. la regeneración y cicatrización
La reconstrucción es la capacidad para reconstruir los tejidos después de una lesión
La regeneración es el reemplazo o sustitución de las
partes perdidas del organismo por otras ( en las plantas) (en los animales
varía según la especie por lo general los animales inferiores ) el hombre no es
capaz de regenerar .
La plenaria constituye uno de los animales con mayor
poder de regeneración. Su capacidad es tanta que es posible cortarla en varios
trozos y al cabo de algunas semanas se generara una nueva plenaria de cada
fragmento.