Diferenciación Celular

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Diferenciación Celular

  1. 1. Diferenciación celular Fenotipos dinámicos
  2. 2. Contenidos <ul><li>Desarrollo embrionario </li></ul><ul><li>Genes y desarrollo embrionario </li></ul><ul><li>Estructura y función en fenotipos celulares </li></ul><ul><li>Miogénesis como modelo </li></ul><ul><li>Diferenciación y comunicación celular </li></ul><ul><li>Diferenciación de células troncales </li></ul>
  3. 3. Desarrollo embrionario
  4. 4. <ul><li>Organismos usados como modelo de estudio: </li></ul><ul><ul><li>Plantas: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Arabidopsis thaliana </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Invertebrados: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mosca de la fruta Drosophila melanogaster </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Gusano nemátodo Caenorhabditis elegans </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Erizos de mar (varias especies) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Vertebrados: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Rana Xenopus laevis </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Rata Rattus rattus </li></ul></ul></ul>Estudio del desarrollo embrionario y la diferenciación celular
  5. 5. Estadios del desarrollo
  6. 6. Tipos de clivaje
  7. 7. Desarrollo embrionario: invertebrado
  8. 8. Desarrollo embrionario: etapas comunes
  9. 9. Desarrollo embrionario en invertebrados: Gastrulación
  10. 10. Desarrollo embrionario en vertebrados: Gastrulación
  11. 11. Desarrollo embrionario: vertebrado
  12. 12. Inicio de la morfogénesis (pollo)
  13. 13. Organogénesis (pollo)
  14. 14. Organogénesis (humana)
  15. 15. Organogénesis (humana)
  16. 16. Genes y desarrollo embrionario
  17. 17. Experimentos en Drosophila melanogaster Mutante bithórax Mutante antennapedia Mutante “ojo en pata” Normales
  18. 18. Cariotipo de Drosophila
  19. 19. Genes de segmentación y homeóticos
  20. 20. Mutación en genes homeóticos
  21. 21. Conservación de genes homeóticos
  22. 22. Conservación de genes homeóticos
  23. 23. Genes y planes corporales
  24. 24. Resumen <ul><li>La diferenciación involucra varios procesos: </li></ul><ul><ul><li>Activación de genes de segmentación </li></ul></ul><ul><ul><li>Activación de genes homeóticos </li></ul></ul>
  25. 25. Estructura y función en fenotipos celulares
  26. 26. Fenotipos celulares
  27. 27. Ejemplos de fenotipos de células digestivas
  28. 28. Ejemplos de fenotipos de células sanguíneas
  29. 29. Ejemplos de fenotipos de células nerviosas
  30. 30. Problema de fondo <ul><li>= ADN  ≠ Fenotipos </li></ul>
  31. 31. Hacia la solución: entendiendo el proceso de transcripción
  32. 32. Hacia la solución: obtención de ADN clonado (ADNc)
  33. 33. Hacia la solución: marcación radiactiva de nucleótidos
  34. 34. Experimento: método <ul><li>Obtención de ADNc del gen A, desde células hepáticas (hígado) </li></ul><ul><li>Marcación de ARNm en células hepáticas, renales y cerebrales </li></ul><ul><li>Hibridación de ADNc del gen A con ARNm de los 3 tipos de células </li></ul><ul><li>Contabilizar la radiactividad total de los híbridos desde pocillos individuales para cada tipo de ARNm </li></ul>
  35. 35. Experimento: resultado Conclusión : Aún cuando comparten el ADN, las células de un mismo organismo transcriben distintos ARNm Hipótesis más probable: El fenotipo de cada célula depende de la síntesis de proteínas diferenciales
  36. 36. Modelos de diferenciación
  37. 37. Estructura célula muscular estriada
  38. 38. Etapas básicas en la miogénesis
  39. 39. Mioblastos
  40. 40. Problema: ¿hay genes específicos que controlan la miogénesis? Micrografía de miogénesis en embrión humano
  41. 41. Antecedente: fibroblastos
  42. 42. Antecedente: Inhibición de la transcripción mediante metilación Metilasa Grupo metilo (-CH 3 )
  43. 43. Antecedente: Inhibición de la metilación mediante 5-azacitidina Metilasa 5-Azacitidina Grupo metilo (-CH 3 )
  44. 44. Experimento 1: Obtención de mioblastos a partir de fibroblastos
  45. 45. Experimento 2: Rastreo de los genes modificados por la 5-azacitidina
  46. 46. (Autorradiografía) Ejemplo 1: comprobación de la vía RER – Golgi - Exocitosis Ejemplo 2: marcación selectiva de células secretoras de TSH en la hipófisis Principales isótopos usados: 32 P, 131 I, 35 S, 14 C, 45 Ca y 3 H
  47. 47. Experimento 3: verificación del rol del gen MioD
  48. 48. Resumen <ul><li>La diferenciación involucra varios procesos: </li></ul><ul><ul><li>Activación de genes de segmentación </li></ul></ul><ul><ul><li>Activación de genes homeóticos </li></ul></ul><ul><ul><li>Metilación diferencial </li></ul></ul>
  49. 49. Desarrollo en pollo
  50. 50. Diferenciación y comunicación celular
  51. 51. Copa óptica al MEB
  52. 52. ¿Cómo probar la comunicación?
  53. 53. Otra evidencia: diferenciación de células renales
  54. 54. Diferenciación de células renales
  55. 55. Resumen <ul><li>La diferenciación involucra varios procesos: </li></ul><ul><ul><li>Activación de genes de segmentación </li></ul></ul><ul><ul><li>Activación de genes homeóticos </li></ul></ul><ul><ul><li>Metilación diferencial </li></ul></ul><ul><ul><li>Inducción simple o recíproca </li></ul></ul>
  56. 56. Diferenciación de células troncales
  57. 57. Origen de las células troncales o stem: embrionarias Las stem embrionarias o masa celular interna son TOTIPOTENCIALES
  58. 58. Origen de las células troncales o stem: adultas Las stem adultas son PLURIPOTENCIALES
  59. 59. Ejemplo: tejido epitelial intestinal
  60. 60. Ejemplo: tejido epitelial de la piel
  61. 61. Uso terapéutico de las células troncales embrionarias
  62. 62. Problemas éticos derivados del uso de células troncales
  63. 63. Uso terapéutico de células troncales adultas
  64. 64. Células troncales en la prensa
  65. 67. Información sobre células troncales http://stemcells.nih.gov/

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