REGULACIÓN DEL DESARROLLO EMBRIONARIO DE HOMO SAPIENS

Alexa Plaza

• A pesar de que se conocen los cambios

morfológicos del desarrollo embrionario humano,

poco son conocidos los mecanismos genéticos.

• Utilización de organismos modelo (ratón).

• Problemas para extrapolar diferencias (activación

del genoma, patrones de expresión génica,

patrones de modificaciones epigenéticas).

Estudios pre-implantación

• Utilización de embriones derivados de fertilización in vitro.

• Polémica

• Escasa información

Proceso más vulnerable en desarrollo embrionario de mamíferos (no blastocisto)

50-70% in vitro.

7 días

“Compactación”

(cadherina E)

ESSP1: mRNA’s heredados del oocito destinados a degradación

ESSP4: genes que son expresados de forma estable

ESSP2: Genes activados en embrión.

Mórula

Transcritos maternos heredados del oocito son degradados con división celular.

Genes asociados con linajes: expresados a partir de blastocisto temprano (Epiblasto,

Trofectodermo, Endodermo primitivo). **Inicio: ausencia de transcripción

EGA

ARNm materno

En el desarrollo del embrión participan en fertilización, transiciones entre

ciclos mitóticos-meióticos, ‘switch’ entre utilizar ARNm y proteínas de la madre

a activación del genoma del embrión.

En los humanos, se depende de los genes con efecto materno por unas cuantas

divisiones, a diferencia de Drosophila y Xenopus, que los utilizan por un periodo

más prolongado.

Los genes con efectos maternos se describieron en Drosophila en los 80, pero esto

no ocurrió con los mamíferos hasta el 2000.

Destino celularTrofoectodermo (TE): Placenta

Masa celular interna (ICM): Forma epiblasto (Epi) y endodermo primitivo (PE)

• Epiblasto: tejidos del embrión.

• Endodermo primitivo: Endodermo extra embriónico (ExEn) que forma saco

vitelino

Trofoectodermo: células vellosas de citotrofoblasto (VCT) y sincitio

multinucleado (Syn).

• Se establecen desde que embrión

se divide en dos células.

• Orientación antero-posterior

dirigida por posición de segundo

cuerpo polar (división del

óvulo/ovocito secundario tras

fecundación: haploide con + y –

citoplasma)

Establecimiento de ejes corporales

Ovulación

A: Anterior, P: Posterior, D: Dorsal, V: Ventral

Blastocisto:

Eje Dorsoventral

-Parte externa: formará placenta (polo abembrionario)

-Parte interna (masa celular interna): cuerpo del embrión (polo embrionario)

Oblicuidad transveral que cruza de polo abembrionario a embrionario, da

posición al eje dorsoventral.

Al establecer los dos primeros ejes

(anteroposterior y dorsoventral), el

tercero(izquierda-derecha) es definido

de forma automática de la siguiente

manera.

Implante de blastocisto en útero

• Aproximadamente al día 7

• Comienza gastrulación (tercera semana)

Gastrulación

Tras la segmentación,

tiene como consecuencia

la formación de capas

fundamentales del

embrión (capas

germinales).

-Ectodermo

-Mesodermo

-Endodermo

Células ciliadas del nódulo de mamíferos

El nódulo primitivo se encuentra

en la región más caudal del

embrión, también es conocido

como “organizador primario”.

• Acumulación de células donde

se expresan genes de función

temprana.

• Cercano se forma placa

precordal (organización de

cabeza) y notocorda.

Asimetría izquierda-derecha

Genes fundamentales en asimetría izquierda-derecha“Flujo nodal” Gradiente de Nodal en izq. por cilios

Determinado por cascada de genesFGF8 (factor de crecimiento fibroblástico 8):

Induce producción de Nodal, así como Lefty-1 (impide que pasen señales de

lado izquierdo), los cuales regulan a PITX2 (factor de transcripción de caja

homeótica: establecimiento lado izquierdo).

Shh (Sonic hedgehog): represor expresión de genes de lado derecho en lado

izquierdo.

Snail: probablemente regula a genes que establecen lado derecho.

Anomalías del situs

Mutaciones en genes que controlan asimetría

izquierda-derecha

Morfógenos

• Sonic hedghehog (SHH)

• Desert hedghehog (DHH)

• Indian hedgehog (IHH)

• Dirigen diferenciación celular hacia diversos tejidos por

medio de umbrales de concentración específicos.

• SHH participa en crecimiento de falanges, organización

del cerebro y tubo neural.

*SNC

Genes homeobox

• Implicados en regulación del desarrollo (morfogénesis).

• Codifican factores de transcripción de genes que dirigen

desarrollo de segmentos corporales.

Homeobox: 180 bp, 60 aminoácidos

Genes Hox

• Cuatro clústers

• 39 genes

Clúster Cromosoma

HOXA Cromosoma 7

HOXB Cromosoma 17

HOXC Cromosoma 12

HOXD Cromosoma 2

3’: Se expresa en regiones anteriores de embrión

5’: Posteriores

1-4: Regiones craneales y cervicales, 5-8: Regiones torácicas, 9-13: Abdominales