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Desarrollo experimental de la teoría de la continuidad del germoplasma

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Reoría de la Herencia de Weismann

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  1. 1. Desarrollo experimental de la teoría de la continuidad del Germoplasma<br />Línea germinal vs Soma<br />¿Podría una mutación en una de las células del hígado ser transmitida a sus hijos?<br />¡No!<br />¿Por qué no?<br />La fusión de un espermatozoide y un óvulo representa el único vínculo genético entre los cuerpos de los padres y el cuerpo de su hijo y<br />las células destinadas a producir el esperma y los huevos se dejan de lado muy temprano en la vida embrionaria.<br />Ejemplo 1:<br />En la semana 15 de gestación, el feto humano femenino ya dejar de lado todas y cada célula que algún día puede convertirse en un óvulo maduro. (De hecho, cada una de estas células ya ha entrado en su última  HYPERLINK "http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/M/Meiosis.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhhBAmvZs7YdMXM2EXihPpUQ6UxBxA" meióticadivisión!)<br />Ejemplo 2 :<br />Caenorhabditis elegans es un microscopio (~ 1 mm) nematodo ( gusano redondo ) que vive normalmente en el suelo. Al igual que todos los animales, se inicia la vida como un óvulo fecundado (cigoto) que luego se somete a la división mitótica necesaria para producir la<br />556 células del gusano recién nacidos y, más tarde,<br />los 959 células somáticas, y un número variable de células germinales, del gusano adulto.<br />Debido a que<br />el gusano es transparente y<br />el patrón de diferenciación es tan rígido<br />ha sido posible rastrear el linaje de cada célula somática en el animal.right0<br />Resulta que el destino de las 16 células producidas por las primeras 4 divisiones mitóticas del cigoto es completamente predecible. El cigoto es, por supuesto, totipotentes.Esto significa que mantiene el potencial para formar todas las células - germinales y somáticas - del animal. En cada una de las cuatro primeras divisiones mitóticas, una célula hija (rojo) pierde esta totipotencialidad y todas sus hijas se limitará a la formación de los tejidos somáticos del animal. La celda de la segunda hija - se muestra en azul en la figura (P 1, P 2, P 3 y P-4) conserva su totipotencialidad. En la división mitótica quinta, ambas células hijas permanecen totipotentes y continuar, en su momento, para formar el esperma y los huevos. (Cualquier genes impresos heredado de la madre o el padre tienen sus huellas eliminado en este momento - enlace .)<br />Los diferentes destinos de la línea germinal (azul) y las células somáticas (rojo) son controladas por ciertas proteínas que se mantienen en la línea germinal, pero destruidos en las células somáticas (por  HYPERLINK "http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/P/Proteasome.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhiYggK-I5dKXISQ2IzKhE_D8JtYCA" l "Ubiquitin" ubiquination ).<br />Weismann 's Teoría de la continuidad del germoplasma<br />En los últimos años hace 100, el biólogo alemán Weismann reconocido que los animales están formados por:<br />las células del cuerpo (somaplasm), que contienen<br />-Células productoras de gametos (germoplasma).<br />En cada generación, el embrión que se desarrolla a partir del cigoto no sólo deja de lado algunos de germoplasma para la próxima generación, pero también produce las células que se desarrollan en el cuerpo, el soma, del organismo.<br />Hoy sabemos que sólo el germoplasma - los gametos y las células que las forman - siguen expresando altos niveles de la enzima  HYPERLINK "http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/T/Telomeres.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhiMFaxyL9YIWJCmhjvSg2Kr1nwNDQ" l "telomerase" telomerasa .Estas células son capaces de mantener la longitud de sus cromosomas para siempre y son inmortales. Las células de la somaplasm, por el contrario, dejar de producir la telomerasa, pierden una parte de sus consejos de cromosomas en la mitosis cada uno, y finalmente mueren.<br />En vista de Weismann, el somaplasm limita a facilitar la vivienda para el germoplasma, ya que lo que el germoplasma está protegido, alimentado, y transmitió al germoplasma del sexo opuesto para crear la próxima generación. El enigma de edad acerca de qué fue primero, el huevo o la gallina, no habría sido rompecabezas para Weismann. En su opinión, el pollo es simplemente un dispositivo para la colocación de huevo a otro huevo.<br />Weismann también entiende las implicaciones de su teoría de envejecimiento . Una vez que la oportunidad de pasar de germoplasma ha pasado, no hay necesidad de mantener la integridad de la somaplasm (" soma desechable "), por lo que la disminución de la función del cuerpo con el envejecimiento.<br />¿Cómo es la decisión entre la línea germinal y el soma hecho?<br />¿Qué determina<br />cuál de las primeras células del embrión se destinará a seguir para formar espermatozoides o los óvulos, que se convertirá en la línea germinal y<br />que están destinados a convertirse en los tejidos del cuerpo (soma) de los animales?<br />Los mecanismos en los insectos y los mamíferos son muy diferentes.<br />Insectos<br />En los insectos en el que parece ser controlada por la calidad especial del citoplasma depositados por la madre en un extremo del huevo. [Enlace a la discusión sobre el desarrollo embrionario en los insectos .]<br />right0En la cuarta división mitótica en la mosca de la agalla (un insecto) de huevo, 2 de los 16 núcleos se pellizcó en una pequeña cantidad de citoplasma en un extremo del huevo. En la mitosis 5 de estos dos núcleos se dividen normalmente, produciendo células hijas con la dotación completa de cromosomas (2n = 40) de la especie.<br />Pero no así para los otros núcleos. Cuando cada uno de estos llega a la anafase, sólo 8 de los 40 cromosomas (parejas) se separan y se mueven a los extremos opuestos del huso. El restante 32 cromosomas alojado en la placa de la metafase y se desintegran con el tiempo.<br />Los descendientes de los dos "normales" en última instancia, los núcleos se diferencian para formar espermatozoides o los óvulos, es decir, la línea germinal.<br />Los descendientes del resto de los núcleos, los que tienen el número de cromosomas reducido drásticamente, van a formar todos los tejidos del cuerpo del insecto, es decir, el soma.<br />La fila superior de esta figura se muestra el desarrollo normal de la mosca de la agalla. Los gametos son descendientes de los dos núcleos, cada uno con un conjunto completo de diploide de 40 cromosomas, que se dividieron de una masa de citoplasma especial (llamado aquí "germoplasma"). Los núcleos restantes pierden 32 cromosomas antes de pasar a formar el resto del cuerpo del insecto (el somaplasm).<br />La fila inferior muestra que la destrucción del germoplasma de las causas de los núcleos que se mueven allí para someterse a eliminación de cromosomas también. El animal que se desarrolla es estéril, pero por lo demás normales.<br />Mamíferos<br />En los mamíferos (y aves), la decisión de convertirse en células germinales no es intrínseco sino que es fruto de la célula a la señalización celular durante el desarrollo embrionario temprano.<br />En ratones, la anulación de las células germinales futuro empieza en el inicio de la gastrulación (6 días después de la fertilización en el ratón) como el mesodermo se está formando.  HYPERLINK "http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/F/FrogEmbryology.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhid-9FG_Bk8HYtkd6YwZ1-6lgktFA" l "germ_layers" Ecto dermis células del futuro membranas extraembrionarias secretan  HYPERLINK "http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/C/C.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhi-YSHp0JXoepTRK7e9is7L4H3TNA" l "cytokine" citoquinas (como las proteínas morfogenéticas óseas ) que la señal las células de la dermis meso en desarrollo para diferenciarse en células que - bajo la influencia de otros celulares señales químicas-inter - pasará a formar o<br />mesodermo de las membranas extraembrionarias ( amnios y alantoides ), o<br />células germinales primordiales (PGC s)<br />El PGCs migran a la parte del embrión en desarrollo que van a formar las gónadas (ovarios o testículos).<br />Las excepciones a la teoría de Weismann<br />La distinción entre la línea germinal y el soma sólo existe en los animales.<br />En las plantas, las células destinadas a convertirse en gametos se deriven de los tejidos somáticos. En las plantas con flores ( angiospermas ), por ejemplo, ciertas señales causa  HYPERLINK "http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/M/M.html&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhgFG-L5bIh3oXEQhrsA2lDTRBweMQ" l "meristem" meristemas que había estado haciendo el tejido del tronco para ser convertidos en botones florales que van a hacer los gametos.<br />véase el crecimiento de las plantas y también un análisis de floración<br />En los microorganismos, la vida de todas las funciones están incorporadas en una sola celda. (Sin embargo, algunos organismos unicelulares, como el protozoo ciliado Tetrahymena thermophila, tienen un genoma completo en sus micronúcleos, que se transmiten a la siguiente generación, así como los genes en un macronúcleo, que no lo es. Por lo tanto, incluso en este caso, hay el equivalente de una distinción entre la línea germinal y el soma.)<br />Somática vs Las mutaciones de línea germinal<br />La importancia de las mutaciones es profundamente influenciado por la distinción entre la línea germinal y el soma. Las mutaciones que ocurren en una célula somática, en la médula ósea o el hígado, por ejemplo, pueden<br />daño de la célula<br />hacer que la célula cancerosa<br />matar a la célula<br />Cualquiera que sea el efecto, el destino final de esa mutación somática es a desaparecer cuando la celda en la que se le ocurrió, o de su titular, muere.<br />Múltiples mutaciones germinales, en contraste, se encuentra en cada célula descendiente del cigoto al que contribuyeron los gametos mutantes. Si un adulto es producido con éxito, cada una de sus células contienen la mutación. Entre estos serán la próxima generación de gametos, así que si el propietario es capaz de convertirse en uno de los padres, que la mutación se transmitir a otra generación.<br />Ejemplo 1 :<br />Más de 8000 personas que viven en el sur de África en la actualidad llevan un gen de la enfermedad llamada porfiria metabólico. Cada uno de ellos ha adquirido su gen a través de una cadena de antepasados que conduce de nuevo a una sola pareja: Ariaantje Jacobs y Jansz Gerrit Esta mujer y el hombre emigró de Holanda a Sudáfrica a finales del siglo XVII y uno o pasado el otro de ellos la gen - a través de la línea germinal - a sus descendientes. Afortunadamente, la enfermedad suele ser leve (menos que la persona se le da un sedante barbitúricos , que desencadena una reacción violenta).<br />Ejemplo 2:<br />El retinoblastoma , un tumor que se produce en los seres humanos en<br />una forma esporádica, que es causada por una mutación somática en cada uno de los dos genes RB en una celda<br />un familiar (hereditaria) la forma, que es causada por una mutación somática de un gen RB en una celda que ya tiene un mutante del gen RB heredan a través de la línea germinal de un padre.<br />Los experimentos en ratas<br />La idea de que las células germinales contienen información que es enviada a cada generación afectada por la experiencia e independiente de las somáticas (del cuerpo) las células, llegó a ser conocido como la barrera de Weismann, y se cita con frecuencia como poner punto final a la teoría de Lamarck y la herencia de los caracteres adquiridos. Lamarck había afirmado que la herencia de caracteres adquiridos a través del esfuerzo, o la voluntad.<br />Weismann llevó a cabo el experimento de cortar de las colas de mil quinientos ratas, en varias ocasiones más de 20 generaciones, y presentación de informes que no se rata ha nacido, en consecuencia, sin cola. Dijo que "901 jóvenes fueron producidos por cinco generaciones de padres mutilados artificialmente y, sin embargo no hubo un solo ejemplo de una cola rudimentaria o cualquier otra anormalidad del órgano". [10] Weismann era consciente de las limitaciones de este experimento, y dejó en claro que se embarcó en el experimento precisamente porque, en ese momento, hubo muchas reclamaciones de los animales heredar mutilaciones (se refiere a una reclamación sobre un gato que había perdido su cola con cola numerosos descendientes menos).También hubo denuncias de Judios nacido sin prepucio. Ninguna de estas afirmaciones, dijo, fueron respaldadas por evidencia confiable de que el padre había sido, de hecho mutilados, dejando la posibilidad perfectamente plausible que los descendientes modificados fueron el resultado de un gen mutado. El objetivo de su experimento era sentar las reclamaciones de la mutilación heredado para descansar. Los resultados fueron consistentes con la teoría del plasma germinal de Weismann.<br />

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