Separata Sadler 2012

22,857 views

Published on

Published in: Health & Medicine
5 Comments
113 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
22,857
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
11
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
5
Likes
113
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Separata Sadler 2012

  1. 1. 12.a edición LANGMAN LANGMAN 12.a edición T.W. Sadler T.W. Sadler LANGMANLangman Embriología médica abarca la información que los estudiantes de medicina,enfermería y ciencias de la salud necesitan conocer. El texto está altamente valoradocomo recurso para la enseñanza y el aprendizaje gracias a los cuadros de correlaciónclínica, los resúmenes, los problemas para resolver, las ilustraciones y las imágenesclínicas. El estilo de redacción es claro y conciso, lo que resulta accesible para losestudiantes y relevante para los profesores. El material en línea incluye Simbryo, unprograma de animación que muestra los procesos, los órganos y los sistemas en desa-rrollo en los embriones humanos.CARACTERÍSTICAS DESTACADAS: • En esta edición se incluyen nuevos casos clínicos y un amplio glosario de tér- minos clave, además de ilustraciones con nuevo color para mejorar su aspecto y reubicadas para contribuir en la comprensión del texto; cuando se consideró necesario, se les dio aspecto de tres dimensiones. • Las correlaciones clínicas proveen de información sobre los defectos en el nacimiento y otros conceptos directamente relacionados con la cuestión em- briológica. • La investigación actual y la cobertura detallada de la regulación y la señali- zación molecular, los sistemas cardiovascular y digestivo, y las extremidades aumentan la relevancia clínica del texto. • Incluye un capítulo en el que se trata la biología molecular. • Se han actualizado los sistemas en los capítulos. Así, por ejemplo, el corazón y el intestino incorporan nuevos hallazgos provenientes de la investigación. • Los resúmenes finales de cada capítulo, los problemas para resolver, y el apén- dice con respuestas detalladas destacan los elementos clave de cada y permi- ten la autoevaluación y la revisión.RECURSOS ADICIONALES EN thePoint*Animaciones Symbrio, preguntas de repaso y autoevaluación, presentaciones en powerpoint, apuntes y un banco de imágenes. T.W. Sadler 12.a edición ISBN: 978-84-15419-83-9 TM 9 788415 419839
  2. 2. Recursos en líneahttp://thepoint.lww.com/espanol-sadler12e Recursos para estudiantes y profesores http://thepoint.lww.com/espanol-sadler12e
  3. 3. Períodos de susceptibilidad a los teratógenos (teratogenia) 0-2 semanas DISCO EMBRIONARIO FECUNDACIÓN VISTA DORSAL Membrana Generalmente bucofaríngea no sensible La tasa de letalidad Epiblasto puede ser elevada Hipoblasto Línea primitiva CARA DORSAL DEL EMBRIÓN Membrana 3-8 semanas bucofaríngea Período de gran sensibilidad Células prenotocordales Cada sistema Nóduloprimitivo de órganos tendrá un período Línea de sensibilidad máxima primitiva Dedos de los pies MEMBRANAS FETALES EN EL TERCER MES 9-38 semanas Placenta Disminución de la sensibilidad Período de maduración funcional Cavidad amniótica RIESGO DE ANOMALÍAS CONGÉNITAS INDUCIDAS Aumento del riesgo Parto 0 3 5 8 38 Período embrionario Período fetal Semanas de gestación
  4. 4. El desarrollo embrionario día a díaDía 1 Fecundación Día 2 Fase de dos células Día 3 Mórula Día 4 Blastocito incipienteDía 8 Implantación Día 9 Trofoblasto con Días 10-11 Embrión en el útero 10-11 días después de la ovulación lagunas Maduración del folículo Ovulación Cuerpo Cuerpo lúteo Vasos sanguíneos lúteo del embarazo Lagunas engrosados trofoblásticas Embrión implantado Inicio de la implantación Glándula Estrato compacto Citotro- Estrato foblasto esponjoso Epiblasto Hipoblasto Saco vitelino Estrato basal Membrana Coágulo de fibrina exocelómicaDía 15 Establecimiento Día 16 Gastrulación: Día 17 El epiblasto forma Día 18 Disco embrionario de la lateralidad formación de las capas las capas germinales trilaminar germinales Nódulo FGF8 primitivo Línea Nodal Nodal primitiva Ectodermo Mesodermo Lefty-2 PITX2 Lefty-1 Notocorda Nodal (SHH, T) Nódulo Snail primitivo Endodermo Línea Notocorda Nódulo Células mesodérmicas (FGF-8) primitiva invaginándoseDía 22 El tubo neural Día 23 Cierre del tubo Días 24-25 Continúa la formación de vellosidades empieza a cerrarse neural en la placenta Neuroporo Pliegue neural anterior Sincitiotrofoblasto Núcleo mesodérmico Capilar velloso Protuberancia Protuberancia pericárdica pericárdica Placoda auditiva Somita Borde cortado Citotrofoblasto Borde cortado del amnios A Vellosidad B Vellosidad C Vellosidad del amnios primaria secundaria terciaria Neuroporo posteriorDía 29 Yemas de los brazos Día 30 Desarrollo de la cara Día 31 Desarrollo del Día 32 Embrión en la y las piernas intestino cavidad coriónica Vellosidades Prominencia Cubierta frontonasal Yema pulmonar citotrofo- Placoda blástica nasal externa Intestino Prominencia anterior Placa maxilar coriónica Arco mandibular Intestino Cavidad medio coriónica Cloaca Intestino posterior Decidua capsularDía 36 Hernia umbilical Día 37 Desarrollo de la cara Día 38 Desarrollo Día 39 Derivados fisiológica del músculo endodérmicos Miotomas occipitales Músculos de los Bolsas arcos faríngeos faríngeas al s ic a Músculos es rv om Prominencia C1 nasal lateral del ojo ce iot M Prominencia nasal medial IVIII Ojo II Prominencia I maxilar Miotomas T1 torácicos superior Prominencia Surco maxilar inferior nasolagrimal Vejiga urinariaDía 43 Cartílagos de las Día 44 Desarrollo de la cara Día 45 Tabiques Día 46extremidades y radios conotruncal y ventricular Decidua basal Coriondigitales Válvulas Decidua parietal frondoso Pubis Aorta pulmonares Cavidad Cavidad Tibia Aurícula coriónica amniótica derecha Saco Ilion Ojo Decidua vitelino Fémur Orificio capsular Cavidad Peroné tricúspide uterina Surco nasolagrimal Corion liso Cartílagos tarsales Filtrum Tabique interventricular
  5. 5. El desarrollo embrionario día a día Día 5 Blastocito tardío Días 6-7 Acontecimientos de la primera semana: Epitelio uterino Estroma uterino de la fecundación a la implantación 30 h Período de 4 3 días duplicación del ADN 5 3 6 Células Cuerpo lúteoCavidad del trofo- blásticas 7 4 días 1.ª semana blastocito 4,5-5 días del desarrollo 8 12-24 h 2 Embrioblasto 1 Folículo preovulatorio 5,5-6 días Fimbria 9 MiometrioMasa celular externa o trofoblasto Perimetrio Endometrio Día 12 Fecundación Día 13 Se inicia la Día 14 Disco embrionario: circulación uteroplacentaria vista dorsal Vellosidades primarias Membrana Borde cortado bucofaríngea Cavidad del amnios amniótica 2.ª semana Saco vitelino del desarrollo Placa coriónica Pared Línea del saco Cavidad primitiva Hypoblasto Epiblasto vitelino coriónica Saco vitelino Mesodermo extraembrionario Día 19 Inducción del SNC Día 20 Neurulación: los Día 21 Sección transversal Borde cortado pliegues neurales se elevan de la región de un somita del amnios Pliegue neural Mesodermo Somita Borde cortado intermedio del amnios Placa neural Surco 3.ª semana neural del desarrollo Somita Cavidad Nódulo corporal primitivo Línea Línea primitiva primitiva Día 26 Arcos faríngeos Día 27 Día 28 Neurulación presentes Edad aproximada Número completada Arcos Placoda del Placoda auditiva Neuroporo faríngeos (días) de somitas cristalino anterior 1.º y 2.º 20 1-4 21 4-7 22 7-10 4.ª semana 23 10-13 Cresta de la del desarrollo 24 13-17 extremidad 25 17-20 26 20-23 27 23-26 28 26-29 Neuroporo 30 34-35 posterior Día 33 Anillo umbilical Día 34 Cúpula óptica y Día 35 Arcos y hendiduras Amnios Cavidad coriónica placoda del cristalino branquiales Cartílago Saco vitelino de Meckel Prosencéfalo Pedículo Hendidura de fijación faríngea 5.ª semana del desarrollo Arco hioideo Placoda del cristalino Cúpula óptica Arco mandibular Día 40 Montículos Día 41 Formación del Día 42 Formación de los auriculares tabique auricular Áreas de muerte celular dedos Septum secundum Septum primum Montículos auriculares AI AD 6.ª semana 3 del desarrollo 2 4 1 5 6 VI VD Tabique interventricular Día 47 Genitales externos Día 48 Prominencias Día 49 Dedos presentes, Tubérculo faciales fusionadas formación de los párpados genitalProtuberancia genital Prominencia 7.ª semana Pliegue del desarrollo nasal lateral uretral Prominencia nasal medial Ojo Prominencia maxilar superior Prominencia Surco maxilar inferior nasolagrimal Pliegue anal
  6. 6. L A N G M A NEmbriología médica 12.ª EDICIÓN T.W. Sadler, Ph.D. Consultant, Birth Defects Prevention, Twin Bridges Madison County, Montana Adjunct Professor of Pediatrics University of Utah Visiting Professor of Embriology East Tennessee State University Quillen School of Medicine Ilustraciones Jill Leland Imágenes Susan L. Sadler-Redmond Microfotografías Kathy Tosney Ecografías Nancy Chescheir Hytham Imseis
  7. 7. P R E F A C I OT odos los estudiantes se verán relacionados con el embarazo, a través de su madre por su permanencia en el útero, aunque no ne-cesariamente estuvieron en él, o bien la relacióncon otra persona. Como profesionales de la salud esta información, el material se ha incrementado y actualizado en esta edición. Genética: Debido al rol cada vez más importante de la genética y la biología molecular en la embrio- logía y en el estudio de las anomalías congénitas, sealguna vez interactuarán con mujeres en edad de discuten sus principios básicos. El primer capítuloprocrear o que pueden estar embarazadas, quien tie- ofrece una introducción a las vías moleculares yne hijos propios, tal vez una amiga. En cualquier define los términos clave de la genética y la biologíacaso, el embarazo y el parto son importantes para molecular. Por tanto, a lo largo del texto, se identi-todos nosotros, desafortunadamente estos procesos a fican y analizan las principales vías de señalización ymenudo culminan en negativo. Por ejemplo el 50% genes que regulan el desarrollo embrionario.de todos los embriones son abortados espontánea- Extensas ilustraciones: Las casi 400 ilustracionesmente. Adicionalmente, la prematuridad y defectos sirven para mejorar la comprensión del texto; entrecongénitos son las principales causas de la mortalidad ellas destacan nuevos dibujos a cuatro colores, micro-infantil y los mayores contribuyentes en casos de fotografías electrónicas e imágenes clínicas.Asimismo,discapacidad. Afortunadamente, las nuevas estrategias se han agregado imágenes a color de casos clínicospueden mejorar los resultados del embarazo, los pro- para reforzar las secciones de correlaciones clínicas.fesionales de la salud tienen un papel importante que Resumen: Al final de cada capítulo hay un resu-desempeñar en la aplicación de estas iniciativas. Sin men a modo de revisión de los puntos clave descritosembargo, el conocimiento básico de la embriología con mayor detalle a lo largo del capítulo. Los térmi-es esencial para su éxito, con este conocimiento cada nos clave se destacan y se definen en estos resúmenes.profesional de la salud puede mejorar su desempeñar Resolución de problemas: Los problemasen el suministro de bebés más saludables planteados analizan la capacidad del alumno al Para lograr el objetivo de proporcionar la base momento de aplicar la información tratada en unde comprensión de la embriología y de su relevan- capítulo en particular. Al final del libro, en el apén-cia clínica Langman. Embriología Médica conserva su dice, se proporcionan las respuestas detalladas.enfoque único, combinando economía de texto con Glosario: Al final del libro se incluye un extensoexcelentes diagramas e imágenes clínicas. Se destaca glosario de términos clave para una consulta rápida.la importancia clínica de la asignatura proporcio- Sitio Web thePoint: Este sitio ofrece paranando numerosos ejemplos del resultado de eventos alumnos y profesores todas las imágenes del libro enanormales embriológicos. Las siguientes caracterís- línea, banco interactivo de preguntas tipo USMLEticas pedagógicas y actualizaciones en la 12a edición y animaciones Simbryo que demuestran los eventosayudan a facilitar el aprendizaje del estudiante. embriológicos normales y los orígenes de algunos Organización del material: Langman. Em­ defectos congénitos. Simbryo ofrece seis módulos debriología médica se organiza en dos partes. La pri- animación vectorial en tres dimensiones para ilus-mera proporciona una visión global de las etapas trar los complejos aspectos de la embriología. Lostempranas del desarrollo, desde la gametogénesis y módulos incluyen una visión general de las etapasa través de todo el período embrionario. En este normales de la embriogénesis temprana, además delapartado también hay capítulos sobre el desarro- desarrollo de la cabeza, el cuello, el genitourinario yllo placentario y fetal, se incluyen los capítulos de de los sistemas cardiovascular y pulmonar.la placenta y el desarrollo fetal, así como diagnóstico El material didáctico para los profesores tambiénprenatal y anomalías congénitas. La segunda parte se proporcionará en la forma de un banco de imá-del texto proporciona una descripción de los pro- genes y una serie de conferencias sobre los temascesos fundamentales de la embriogénesis para cada más importantes de la embriología presentados ensistema de órganos. PowerPoint acompañados con notas. Consideraciones clínicas: Además de describir Espero que esta edición de Langman. Embriologíaacontecimientos normales, cada capítulo contiene médica constituya un recurso excelente para el apren-consideraciones clínicas en cuadros destacados. Este dizaje de la embriología y su importancia clínica. Enmaterial está diseñado para demostrar la importan- conjunto, el libro de texto y el sitio web, thePoint,cia clínica de la embriología y de la comprensión están diseñados para proporcionar un uso fácil yde eventos clave de desarrollo como primer paso enfoque innovador para la comprensión de temas.para mejorar los resultados del parto y lograr quelos bebés sean más saludables. Los cuadros clínicos T.W. Sadlery descripción de casos se utilizan para proporcionar Twin Bridges, MTviii
  8. 8. Í N D I C E D E C A P Í T U L O SPrefacio viii Capítulo 6 / De la tercera a la octavaIntroducción / Embriología: Relevancia Clínica semana: el período embrionario  63 y Perspectiva Histórica  xii Derivados de la capa germinal ectodérmica  63 Derivados de la capa germinal mesodérmica  70Parte I Derivados de la capa germinal endodérmica  78 Modelación del eje anteroposterior: regulaciónEmbriología general  01 mediante genes de la homeosecuencia  81 Aspecto externo durante el segundo mes  81Capítulo 1 / Introducción a la señalizacióny la regulación moleculares  3 Capítulo 7 / El tubo digestivo y cavidades corporales  86Transcripción de los genes  3Otros reguladores de la expresión genética  5 Un tubo sobre un tubo  86Inducción y formación de los órganos  5 Formación de la cavidad del cuerpo  87Señalización celular  6 Membranas serosas  88 Diafragma y cavidad torácica  90Capítulo 2 / Gametogénesis: Formación del diafragma  92transformación de las células germinalesen gametos femeninos y masculinos  10 Capítulo 8 / Del tercer mes al nacimiento: el feto y la placenta  96Células germinales primordiales  10Teoría cromosómica de la herencia  11 Desarrollo del feto  96Cambios morfológicos durante la maduración Membranas fetales y placenta  100 de los gametos  21 Corion frondoso y decidua Basalis  102 Estructura de la placenta  103Capítulo 3 / Primera semana Amnios y cordón umbilical  107del desarrollo: de la ovulación Cambios que experimenta la placenta al finala la implantación  29 del embarazo  108El ciclo ovárico  29 Líquido amniótico  109Fecundación 32 Membranas fetales en los gemelos  110Segmentación 37 Parto (nacimiento)  115Formación de los blastocitos  37 Capítulo 9 / Anomalías congénitasEl útero en el momento de la implantación  39 y diagnóstico prenatal  117Capítulo 4 / Segunda semana Anomalías congénitas  117del desarrollo: el disco germinativo Diagnóstico prenatal  125bilaminar  43 Tratamiento fetal  128Día 8  43Día 9  43Días 11 y 12  44 Parte IIDía 13 46 Embriología basadaCapítulo 5 / Tercera semana en sistemas  131del desarrollo: el disco germinativotrilaminar  51 Capítulo 10 / Esqueleto Axial  133Gastrulación: formación del mesodermo Cráneo 133 y el endodermo embrionarios  51 Vértebras y columna vertebral  142Formación de la notocorda  51 Costillas y esternón  144Establecimiento de los ejes corporales  52Establecimiento del mapa de destinos celulares durante la gastrulación  57Crecimiento del disco embrionario  57Continuación del desarrollo del trofoblasto  59 ix
  9. 9. x  Índice de capítulosCapítulo 11 / Sistema muscular  145 Hendiduras faríngeas  268Musculatura estriada 145 Regulación molecular de desarrollo facial  268Inervación de los músculos esqueléticos axiales  146 Lengua 273Músculo esquelético y tendones  148 Glándula tiroidea  274Regulación molecular del desarrollo Cara 275 de los músculos  148 Segmento intermaxilar  278Patrón muscular  148 Paladar secundario  278Musculatura de la cabeza  148 Fosas nasales  282Musculatura de las extremidades  148 Dientes 283Músculo cardíaco  149 Regulación molecular del desarrollo dental  285Músculo liso  149 Capítulo 18 / Sistema NerviosoCapítulo 12 / extremidades 151 Central 287Crecimiento y desarrollo de extremidades  151 Médula espinal  288Musculatura de extremidades  152 Cerebro 297 Regulación molecular del desarrollo cerebral  308Capítulo 13 / Cardiovascular 162 Pares craneales  313Sistema 162 Sistema nervioso autónomo  315Establecimiento del campo cardiogénico  162 Capítulo 19 /Oído 321Formación y posición del tubo de corazón  164Formación del asa cardíaca  166 Oído interno  321Regulación molecular del desarrollo cardíaco  169 Oído medio  324Desarrollo del seno venoso  170 Oído externo  325Formación de los tabiques del corazón  171 Capítulo 20 / Ojo 329Formación del sistema conductor del corazón  185 Cúpula óptica y vesícula del cristalino  329Desarrollo vascular  185 Retina, iris y cuerpo ciliar  331Circulación antes y después del parto  195 Cristalino 333Capítulo 14 / Sistema Respiratorio  201 Coroides, esclerótica y córnea  333Formación de las yemas pulmonares  201 Cuerpo vítreo  333Laringe 203 Nervio óptico  334Tráquea, bronquios y pulmones  203 Regulación molecular del desarrollo del ojo  334Maduración de los pulmones  205 Capítulo 21 / Sistema Tegumentario  339Capítulo 15 / Sistema Digestivo  208 Piel 339Divisiones del tubo intestinal  208 Pelo 341Regulación molecular del desarrollo Glándulas sudoríparas  342 del tubo intestinal  209 Glándulas mamarias  342Mesenterios 210 Parte IIIIntestino anterior  211Regulación molecular de la inducción hepática  219Páncreas 221 Apéndice  345Intestino medio  222Intestino posterior  229 Respuestas a los problemas  347 Créditos de las figura  357Capítulo 16 / Sistema Urogenital  232 Glosario de términos clave  361Sistema urinario  232 Índice 371Sistema genital  243Capítulo 17 / Cabeza y Cuello  260Arcos faríngeos  262Bolsas faríngeas  266
  10. 10. Introducción Embriología: Importancia clínica y perspectiva clínicaIMPORTANCIA CLÍNICA BREVE HISTORIA DE LA EMBRIOLOGÍADe una simple célula a un bebé en 9 meses; un pro-ceso de desarrollo que representa una extraordinaria El proceso de evolución de una simple célula haciaintegración de fenómenos cada vez más complejos. el período de establecimiento de los primordios deEl estudio de estos fenómenos recibe el nombre los órganos (las 8 primeras semanas del desarrollode embriología y en este campo se incluye la in- humano) se denomina período de embriogénesisvestigación de los factores moleculares, celulares y (a veces llamado período de organogénesis); la faseestructurales que contribuyen a la formación de que sigue hasta el nacimiento recibe el nombre deun organismo. Estos estudios son importantes por- período fetal, momento durante el cual continúaque proporcionan conocimientos esenciales para la la diferenciación mientras el feto crece y gana peso.creación de estrategias de asistencia sanitaria desti- Los enfoques científicos para el estudio de la em-nadas a mejorar los resultados obstétricos. De esta briología han evolucionado a lo largo de centenaresmanera, nuestra comprensión cada vez mayor de la de años. No es sorprendente que los planteamientosembriología se ha traducido en nuevas técnicas pa- anatómicos dominaran las primeras investigaciones.ra el diagnóstico y los tratamientos prenatales, en Las observaciones realizadas ganaron complejidadprocedimientos terapéuticos para evitar los proble- con los avances de los equipos ópticos y las técnicasmas de esterilidad y en mecanismos para prevenir de disección. Los estudios comparativos y evolutivoslas anomalías congénitas, que son la primera causa entraron a formar parte de esta ecuación cuando losde mortalidad infantil. Estas mejoras en la asistencia científicos compararon distintas especies y, de estasanitaria obstétrica y prenatal son importantes, no manera, empezaron a entender la progresión de lossólo porque contribuyen a mejorar el éxito de los fenómenos del desarrollo.También se investigaron lasnacimientos, sino también por sus efectos posnatales proles con anomalías congénitas, que se compararona largo plazo. De hecho, las experiencias prenatales con organismos con patrones de desarrollo norma-afectan tanto a nuestra capacidad cognitiva como a les. El estudio de las causas y los orígenes embrio-las características de nuestro comportamiento; asi- narios de estas anomalías congénitas se denominómismo, factores maternos como el hábito tabáquico, teratología.la nutrición, el estrés, la diabetes, etc., son un ele- En el siglo xx, la embriología experimentalmento importante en nuestra salud posnatal. Estas alcanzó su plenitud. Se diseñaron numerosos expe-experiencias, combinadas con factores moleculares y rimentos para hacer un seguimiento de las célulascelulares, también determinan nuestro potencial para durante el desarrollo y poder determinar sus lina-desarrollar ciertas enfermedades propias del adulto, jes celulares. Estos enfoques incluían observacionescomo cáncer o enfermedades cardiovasculares. Por de embriones transparentes procedentes de tunica-lo tanto, el desarrollo prenatal reviste consecuencias dos que contenían células pigmentadas que podíandiversas que afectan a nuestra salud tanto a corto observarse con un microscopio. Más tarde, se usaroncomo a largo plazo, lo que convierte el estudio de la colorantes vitales para teñir las células vivas y rastrearembriología y el desarrollo fetal en un tema impor- su destino. Aún más adelante, en la década de 1960,tante para todos los profesionales sanitarios. Además, se emplearon marcadores radioactivos y técnicas decon excepción de algunos especialistas, la mayoría de autorradiografía. Uno de los primeros marcadoresmédicos y profesionales sanitarios alguna vez tendrán genéticos también apareció durante esta época conque interactuar con mujeres en edad de procrear la creación de las quimeras pollo-codorniz. En estosy, entonces, estarán mejor capacitados para influir estudios, células de codorniz, que poseen un patrónpositivamente sobre el éxito de estos procesos em- único de distribución de la heterocromatina alrede-brionarios y sobre sus secuelas. dor del nucléolo, se injertaban en embriones de polloxii
  11. 11. Introducción  Embriología: Importancia clínica y perspectiva clínica  xiiien fases de desarrollo iniciales. Al cabo de un tiempo, una o más de ellas estaban ausentes (amelia) o biense realizaba un estudio histológico de los embrio- carecían de los huesos largos, de manera que sólo unanes hospedadores y se determinaba el destino de las mano o un pie estaban pegados al tronco (focomelia).células de codorniz. Algunas variantes de esta técnica La relación entre el fármaco y las anomalías con-incluían el desarrollo de anticuerpos específicos de génitas la identificaron independientemente doslos antígenos de las células de codorniz que facilita- médicos clínicos,W. Lenz y W. McBride, y demostróron en gran manera la identificación de estas células. que el embrión y el feto eran vulnerables a facto-El control del destino de las células con estas y otras res maternales que atravesaban la placenta. Pronto,técnicas proporciona información muy valiosa sobre numerosos modelos animales que demostraban lael origen de los distintos órganos y tejidos. relación entre los factores ambientales, los fárma- Los experimentos con injertos también mostra- cos y los genes proporcionaron nuevas correlacionesron los primeros indicios de señalización entre teji- entre los acontecimientos que tienen lugar durantedos. Un ejemplo de dichos experimentos es el injerto el desarrollo y el origen de las anomalías congénitas.del nódulo primitivo, normalmente situado en el eje Actualmente, los estudios moleculares se hancorporal, en otra posición, lo que demostró que esta añadido a la lista de paradigmas experimentales usa-estructura era capaz de inducir un segundo eje cor- dos para el estudio del desarrollo normal y anormal.poral. En otro ejemplo, usando yemas de las extre- Numerosos mecanismos de identificación de célu-midades en desarrollo, se observó que si una porción las mediante genes indicadores, sondas fluorescentesde tejido de la zona axial posterior de una extremi- y otras técnicas de marcaje han mejorado nuestradad se injertaba en la zona anterior de una segunda capacidad para dibujar el mapa de los destinos celu-extremidad, los dedos de la extremidad hospedadora lares. El uso de otros procedimientos que modifi-se duplicaban como en una imagen especular de los can la expresión génica, como la desactivación o lamismos. Esta región señalizadora posterior se deno- activación de genes y las técnicas de antisentido, haminó zona de actividad polarizante (ZAP) y, concebido nuevas maneras de provocar un desarro-actualmente, se sabe que la molécula señalizadora se llo anormal y ha permitido estudiar la función dellama sonic hedgehog (SHH). un solo gen en tejidos específicos. Por lo tanto, el Por esta misma época (1961), la teratología se hizo advenimiento de la biología molecular ha hechofamosa a causa de un fármaco llamado talidomida, saltar la embriología al nivel siguiente, y mientrasque se administraba a las mujeres embarazadas como desciframos los papeles de cada uno de los genes ysedante y para mitigar las náuseas. Desgraciadamente, su interacción con los factores ambientales, nuestraeste fármaco provocó defectos congénitos, incluidas comprensión de los procesos de desarrollo normalesanomalías características de las extremidades en las que y anormales sigue avanzando.
  12. 12. Capítulo 1 Introducción a la señalización y la regulación molecularesL a biología molecular ha abierto las puertas a nuevas maneras de estudiar la embriología y mejorar nuestra comprensión del desarrollonormal y anormal. La secuenciación del genomahumano, junto con la creación de técnicas para la cuentas de nucleosomas en una cadena de ADN y se conoce como heterocromatina. Para que se pro- duzca la transcripción, el ADN debe desenrollarse de las cuentas. En este estado desplegado o desenrollado, la cromatina se conoce como eucromatina.investigación de la regulación de los genes a distintos Los genes residen en la cadena de ADN y con-niveles de complejidad, ha llevado a la embriología al tienen unas regiones llamadas exones, que se tradu-siguiente nivel. Así, la historia de la embriología ha cen en proteínas, y otras denominadas intrones queprogresado desde el nivel anatómico al bioquímico están dispersas entre los exones y no se transcribeny al molecular, y cada capítulo ha mejorado nuestros en proteínas (fig. 1-2). Además de exones e intrones,conocimientos. un gen típico incluye las siguientes regiones: una En el genoma humano existen aproximadamente región promotora donde se une la ARN poli-23  000 genes, que representan sólo una tercera merasa para que se inicie la transcripción; unparte del número de genes que se predijo antes de punto de inicio de la transcripción; un puntocompletar el Proyecto Genoma Humano. La existen- de inicio de la traducción que designa el primercia de distintos niveles de regulación, sin embargo, aminoácido de la proteína; un codón de paradaexplica que el número de proteínas derivadas de de la traducción, y una región 3’ no traducidaestos genes se acerque más al número de genes pre- y que incluye una secuencia (el lugar de insercióndichos originariamente. Lo que se ha refutado es la de la poli[A]) que ayuda a estabilizar el ARNm y lehipótesis «un gen, una proteína». Efectivamente, a permite salir del núcleo y traducirse en proteínastravés de distintos mecanismos, un único gen puede (fig. 1-2). Por convenio, las regiones 3’ y 5’ de un genoriginar varias proteínas. se especifican en relación con el ARN transcrito a La expresión de los genes se puede regular a partir de este gen. Así, el ADN se transcribe desdedistintos niveles: 1) se pueden transcribir diferen- el extremo 5’ al 3’ y la región promotora se encuen-tes genes; 2) el ácido desoxirribonucleico (ADN) tra más arriba del punto de inicio de la transcrip-nuclear que se ha transcrito a partir de un gen puede ción (fig. 1-2). Dicha región, donde se une la ARNser procesado de modo selectivo para regular quéfracciones del ARN alcanzan el citoplasma y seconvierten en ARN mensajeros (ARNm); 3) puede Complejo de histonashacerse una traducción selectiva de los ARNm, y 4) ADNlas proteínas fabricadas a partir de los ARNm puedenmodificarse de maneras distintas.Transcripción de los genes NucleosomaLos genes se encuentran en un complejo de ADN Proteínas H1y proteínas (principalmente histonas) llamado ADNcromatina, cuya unidad estructural básica es el de enlacenucleosoma (fig. 1-1). Cada nucleosoma está for-mado por un octámero de proteínas histonas yde aproximadamente 140 pares de bases de ADN.Los nucleosomas forman grupos unidos mediante Figura 1-1.  Representación de los nucleosomas que for-el ADN que hay entre ellos (ADN de enlace) y man la unidad básica de la cromatina. Cada nucleosomaotras proteínas histonas (histonas H1; fig. 1-1). Los consiste en un octámero de proteínas histonas y en unosnucleosomas mantienen el ADN fuertemente en- 140 pares de bases de ADN. Los nucleosomas se mantie-rollado, de manera que no se puede transcribir. En nen agrupados gracias al ADN de enlace y otras proteínaseste estado inactivo, la cromatina tiene el aspecto de histonas. 3
  13. 13. 4  Parte 1  Embriología general Regiónpromotora Exón 1 Intrón 1 Exón 2 Intrón 2 Exón 3 Intrón 3 Exón 4 Región 3’ no traducida Caja Codón de Secuencia Codón de Punto de TATA inicio de la potenciadora parada de la parada de la traducción traducción transcripción Lugar de inserción de la poli(A)Figura 1-2.  Dibujo de un gen «típico» que muestra la región promotora que contiene la caja TATA; los exones, que contie-nen secuencias de ADN que se transcriben en proteínas; los intrones; el punto de inicio de la transcripción; el punto de iniciode la traducción que designa el código del primer aminoácido de una proteína, y la región 3’ no traducida que incluye la señalde inserción de la poli(A), que participa en la estabilización del ARNm y le permite salir del núcleo y traducirse en proteínaspolimerasa, suele contener la secuencia TATA, y este interviene en el desarrollo del páncreas, el ojo y ellugar recibe el nombre de caja TATA (fig. 1-2). Sin tubo neural, contiene tres potenciadores distintos,embargo, para poderse unir a esta zona, la polimerasa cada uno de los cuales regula la expresión génicarequiere unas proteínas adicionales llamadas factores en el tejido apropiado. Los potenciadores alteran lade transcripción (fig. 1-3). Éstos también poseen cromatina para que el promotor quede expuesto oun dominio específico de unión al ADN, además facilitan la unión de la ARN polimerasa. En oca-de un dominio de transactivación que activa o siones, los potenciadores pueden inhibir la trans-inhibe la transcripción del gen a cuyo promotor o cripción, en cuyo caso se denominan silenciadores.potenciador se han unido. Junto con otras proteí- Este fenómeno permite que, uniéndose a distintosnas, los factores de transcripción activan la expresión potenciadores, un factor de transcripción active ungénica al hacer que el nucleosoma se desenrolle libe- gen mientras silencia otro. Así, los mismos factoresrando la polimerasa, que entonces puede transcribir de transcripción poseen un dominio específico deel ADN molde, y evitando la formación de nuevos unión al ADN para una región del ADN y un domi-nucleosomas. nio de transactivación que se une a un promotor o Los potenciadores son elementos reguladores a un potenciador y activa o inhibe el gen reguladode ADN que activan la utilización de los promotores por estos elementos.para controlar su eficiencia y la velocidad de trans-cripción a partir del promotor. Los potenciadotes La metilación del ADN reprimeresiden en cualquier parte de la cadena de ADN y la transcripciónno tienen que encontrarse cerca de un promotor. La metilación de la citosina en las regiones promoto-Como los promotores, los potenciadores se unen a ras de los genes reprime la transcripción génica. Porfactores de transcripción (por medio del dominio consiguiente, algunos genes son silenciados por estede transactivación del factor de transcripción) y se mecanismo. Por ejemplo, uno de los cromosomas Xusan para regular el ritmo de expresión de un gen y en cada célula femenina es desactivado (desactiva-su localización en una célula específica. Por ejemplo, ción del cromosoma X) por este mecanismo dediferentes potenciadores de un mismo gen pueden metilación. Asimismo, en distintos tipos de células losservir para dirigir la expresión de dicho gen en teji- genes son reprimidos por medio de metilación, dedos distintos. El factor de transcripción PAX6, que manera que las células musculares elaboran proteínas ARN polimerasa II ARN polimerasa II ADN TATA Complejo proteico Punto de inicio Transcrito de ARN del factor de de la transcripción transcripciónFigura 1-3.  Dibujo que muestra la unión de la ARN polimerasa II a la caja TATA del área promotora de un gen. Esta uniónrequiere un complejo de proteínas y una proteína adicional llamada factor de transcripción. Los factores de transcripciónposeen su propio dominio específi co de unión al ADN y su función es regular la expresión génica.
  14. 14. Capítulo 1  Introducción a la señalización y la regulación moleculares   5musculares (su ADN promotor se encuentra bási- del gen WT1 desempeñan en el desarrollo de lascamente desmetilado) pero no proteínas sanguíneas gónadas es distinta que la que realizan en el riñón.(su ADN es altamente metilado). Así, cada célula Incluso una vez acabada una proteína (traducida)conserva su estado característico de diferenciación. pueden tener lugar modificaciones postraduc-Además, la metilación del ADN es la encargada del cionales que alteran su función. Por ejemplo, algu-sellado del genoma endonde sólo se expresa un nas proteínas deben ser fragmentadas para activarsegen heredado del padre o la madre y el otro gen es o deberán ser fosforiladas. Otras deben combinarsesilenciado. Durante la espermatogénesis y ovogénesis con otras proteínas o bien ser liberadas de sus luga-se sellan entre 40 y 60 genes humanos, estableciendo res de secuestro o transportadas a regiones celula-sus patrones de metilación; ésta silencia al ADN in- res específicas. Esto demuestra que existen diversoshibiendo el enlace de los factores de la transcripción niveles de regulación de la síntesis y la activación deo modificando el enlace de la histona, lo que tiene las proteínas, y aunque sólo existen 23 000 genes, elcomo resultado la estabilización de los nucleosomas número potencial de proteínas que es posible sin-y un ADN tan enrollado que no se puede transcribir. tetizar probablemente quintuplique el número de genes existentes.Otros reguladoresde la expresión génica Inducción y formación de los órganosEl transcrito inicial de un gen recibe el nombre deARN nuclear (ARNn) o también, a veces, ARN Los órganos se forman por medio de interaccio-premensajero. El ARNn es más largo que el ARNm nes entre las células y los tejidos. Lo más habitualporque contiene intrones que serán eliminados (des- es que un grupo de células o tejidos induzca a otroempalme) durante el traslado del ARNn desde del conjunto de células o tejidos a cambiar su destino,núcleo hasta el citoplasma. De hecho, este proceso de proceso que recibe el nombre de inducción. Eneliminación proporciona a las células un mecanismo cada una de estas interacciones, un tipo celular opara fabricar distintas proteínas a partir de un mismo tejido llamado inductor produce una señal y otro,gen. Por ejemplo, eliminando distintos intrones, los denominado tejido inducido, responde a ella. Laexones se pueden empalmar según diferentes pa- capacidad para responder a la señal se conoce comotrones, proceso que recibe el nombre de empalme competencia, y ésta requiere que un factor dealternativo (fig. 1-4). Este proceso lo llevan a cabo competencia active el tejido inducido. Entre laslos empalmosomas, que son complejos formados células epiteliales y las células mesenquimatosas sepor ARN nucleares pequeños (ARNn) y pro- dan muchas interacciones inductivas que se conocenteínas que reconocen lugares de corte específicos como interacciones epiteliomesenquimatosasen los extremos 3’ o 5’ del ARNn. Las proteínas que (fig. 1-5). Las células epiteliales se mantienen unidasderivan de un mismo gen se llaman isoformas de unas con otras dentro de tubos o vainas, mientrasempalme (o también variantes de empalme o que las células mesenquimatosas tienen un aspectoformas de empalme alternativas), y éstas per- fibroblástico y se encuentran dispersas en matricesmiten que distintas células utilicen el mismo gen extracelulares (fig. 1-5). Algunos ejemplos de inte-para fabricar proteínas específicas para su propio tipo racciones epiteliomesenquimatosas son: la interac-celular. Por ejemplo, la función que las isoformas ción entre el endodermo intestinal y el mesénquima Región 5’ Tejido específico Región 5’ no traducida Exones Exón (hueso) Intrones no traducida Gen hipotético Proteína I Proteína II (hueso) Proteína IIIFigura 1-4.  Representación de un gen hipotético que ilustra el proceso de empalme alternativo para formar distintasproteínas a partir del mismo gen. Los empalmosomas reconocen lugares específicos en el primer transcrito de ARN nuclearde un gen. Con base a estos lugares, se cortan (desempalme) diferentes intrones para crear más de una proteína a partirde un único gen. Las proteínas que derivan del mismo gen reciben el nombre de isoformas de empalme.
  15. 15. 6  Parte 1  Embriología general Señalización celular La señalización entre células es esencial para la in- ducción, para que pueda haber una respuesta y para Epitelio que pueda establecerse un diálogo entre la célula inductora y la inducida. Estas líneas de comunicación se establecen bien mediante interacciones pará- Mesénquima crinas, en la cuales proteínas sintetizadas por una célula se difunden a cortas distancias e interaccionan con otras células, o bien mediante interacciones autocrinas, en las que no intervienen proteínasFigura 1-5.  Dibujo que ilustra una interacción epitelio- difusibles. Las proteínas difusibles responsables demesenquimatosa. En respuesta a una señal inicial de un te- la señalización parácrina reciben el nombre dejido, otro tejido se diferencia en una estructura específica. factores paracrinos o factores de crecimientoEl primer tejido es el inductor y el segundo el inducido. Una y diferenciación (GDF).vez iniciado el proceso de inducción, para que éste se com-plete, se transmiten señales (flechas) en ambas direcciones. Vías de transducción de señales Señalización parácrinaque lo rodea para producir los órganos derivados Los factores paracrinos actúan a través de vías dedel intestino, incluidos el hígado y el páncreas; la transducción de señales, ya sea activando direc-interacción entre el mesénquima de las extremida- tamente una vía, ya sea bloqueando la actividad dedes y el ectodermo que lo recubre (epitelio) para un inhibidor de una vía (inhibiendo un inhibidor,desarrollar el crecimiento y la diferenciación de las como sucede con la señalización Hedgehog). Unaextremidades, y la interacción entre un endodermo vía de transducción de señal está formada por unade la yema uretral y el mesénquima del blastema molécula señalizadora (un ligando) y un recep-metanéfrico para producir las nefronas del riñón. tor (fig. 1-6). El receptor se extiende por la mem-También pueden darse interacciones inductivas brana celular y posee un dominio extracelularentre dos tejidos epiteliales, como la inducción del (la región de unión al ligando), un dominiocristalino por el epitelio de la cúpula óptica. Aunque transmembranario y un dominio citoplasmáti-la que desencadena el proceso de inducción es una co. Cuando un ligando se une a su receptor, induceseñal inicial que el tejido inductor manda al tejido en éste un cambio de conformación que activa suinducido, para que la diferenciación continúe es fun- dominio citoplasmático. Generalmente, el objetivodamental que exista un diálogo entre los dos tejidos de esta activación consiste en conferir actividad en-o tipos celulares (fig. 1-5, flechas). zimática al receptor y, la mayoría de las veces, esta Ligando Complejo del receptorMembrana P P celular Región P P activada (cinasa) Poros P Proteína activadanucleares Citoplasma P Complejo proteico activado P El complejo proteico activado actúa como factor de transcripción NúcleoFigura 1-6.  Representación de una vía de transducción de señal típica en la que participan un ligando y su receptor. Elreceptor se activa al unirse al ligando. Normalmente, la activación implica la acción enzimática de la tirosina cinasa, aun-que pueden estar implicadas otras enzimas. Al final, la actividad de la cinasa se traduce en una cascada de fosforilación dediversas proteínas que activa un factor de transcripción que regula la expresión génica.
  16. 16. Capítulo 1  Introducción a la señalización y la regulación moleculares   7actividad es la de una cinasa que es capaz de fosfo- cartílago. 3) Las señales también se pueden trans-rilar otras proteínas usando ATP como sustrato. A mitir directamente de una célula a otra a través desu vez, la fosforilación induce la proteína a fosforilar las uniones intercelulares comunicantes (tipomás proteínas y, de esta manera, se establece una cas- gap). Estas uniones son como canales entre células acada de interacciones proteicas que acaba activando través de los cuales pueden pasar moléculas e ionesun factor de transcripción. Entonces, este factor pequeños. Este tipo de comunicación es importantede transcripción activa o inhibe la expresión génica. en las células que se disponen muy juntas, como lasLas vías son numerosas y complejas, y en algunos del epitelio intestinal y las del tubo neural, ya quecasos se caracterizan por una proteína que inhibe a les permite actuar coordinadas. Las uniones mismasotra que, a su vez, activa una tercera (de manera muy están formadas por proteínas de conexión quesimilar a como ocurre en la señalización Hedgehog). forman un canal, y estos canales están «conectados» con los de las células vecinas.Señalización autocrina Es importante destacar que en el proceso deLa señalización autocrina también se realiza a transducción de señales se ha construido una grantravés de vías de transducción de señal pero sin cantidad de elementos redundantes. Por ejemplo, lasque intervengan factores difusibles. En cambio, la moléculas de la señalización parácrina a menudoseñalización autocrina puede llevarse a cabo de tres poseen diversos miembros familiares, de manera quemaneras distintas: 1) una proteína de la superficie otros genes de la familia pueden compensar la faltade una célula interactúa con el receptor de una cé- de uno de sus homólogos. Por consiguiente, la pér-lula adyacente mediante un proceso análogo a la dida de función de una proteína señalizadora a causaseñalización parácrina (fig. 1-6). La vía de Notch de una mutación génica no produce necesariamenterepresenta un ejemplo de este tipo de señalización. un desarrollo anormal o la muerte. Además, existeLa proteína receptora de Notch se extiende a tra- un diálogo entre las vías, por lo que están estrecha-vés de la membrana celular y se une a células que mente interconectadas. Estas conexiones proporcio-poseen proteínas Delta, Serrate o Jagged en sus nan numerosas ubicaciones adicionales para regularmembranas celulares. La unión de una de estas pro- la señalización.teínas a la Notch provoca tal cambio estructural enla proteína Notch que la parte de la misma situada Factores de señalización paracrinosen la cara citoplasmática de la membrana se des- Existe un gran número de factores de señaliza-prende. Entonces, la porción desprendida se une ción paracrinos que también reciben el nombrea un factor de transcripción y activa la expresión de factores de crecimiento y diferenciacióngénica. La vía de señalización de Notch es espe- (GDF). La mayoría están agrupados en cuatrocialmente importante en la diferenciación de las familias, y los miembros de una misma familia seneuronas, la especificación de los vasos sanguíneos usan repetidas veces para regular el desarrollo y lay en la segmentación de los somitas. 2) Los ligandos diferenciación de los sistemas de órganos. Además,de la matriz extracelular secretados por una célula en todo el reino animal, desde la Drosophila a losinteractúan con sus receptores en las células vecinas. seres humanos, el desarrollo de los órganos está re-La matriz extracelular es el medio donde residen las gulado por los mismos GDF. Los cuatro grupos decélulas. Este medio está formado por grandes mo- GDF son: la familia del factor de crecimientoléculas secretadas por las células como el colágeno, de los fibroblastos (FGF), la familia de proteínaslos proteoglucanos (sulfatos de condroitina, WNT, la familia Hedgehog y la familia del factorácido hialurónico, etc.) y glucoproteínas co- de transformación del crecimiento b. Cada fa-mo la fibronectina y la laminina. Estas moléculas milia de GDF interactúa con su propia familia deproporcionan a las células un sustrato donde fijarse o receptores, y estos receptores son tan importantespoder migrar. Por ejemplo, la laminina y el colágeno como las mismas moléculas señal para determinar eltipo IV son componentes de la lámina basal donde éxito de una señal.se fijan las células epiteliales, mientras que las molé-culas de fibronectina forman como un andamio para Factores de crecimiento de los fibroblastosla migración de las células. Los receptores que unen Originariamente, se les dio este nombre porquelas moléculas extracelulares, como la fibronectina y estimulan el crecimiento de los fibroblastos en losla laminina, a las células reciben el nombre de in- cultivos. Actualmente, se han identificado unas dostegrinas. Estos receptores «integran» las moléculas docenas de genes FGF que pueden generar cen-de la matriz en una maquinaria citoesquelética tenares de isoformas proteicas alterando el cortecelular (p. ej., microfilamentos de actina) y, de y ­ mpalme de su ARN o sus codones de inicio. eesta manera, proporcionan un sistema de migración Las proteínas de los FGF producidas por estos ge-a lo largo del andamiaje de la matriz mediante pro- nes activan una colección de cinasas receptorasteínas contráctiles como la actina. Las integrinas de tirosina llamadas receptores del factor detambién pueden inducir la expresión génica y re- crecimiento de los fibroblastos (FGFR). A sugular la diferenciación, un ejemplo es el caso de los vez, estos receptores activan diversas vías de seña-condrocitos que debe unirse a la matriz para formar lización. Los FGF son especialmente importantes
  17. 17. 8  Parte 1  Embriología generalpara la angiogénesis, el crecimiento de los axones Otras moléculas parácrinasy la diferenciación del mesodermo. Aunque existe de señalizaciónredundancia dentro de esta familia, hasta el punto Otro grupo de moléculas parácrinas de señalizaciónque algunas veces los FGF se pueden sustituir entre que son importantes durante la embriogénesis sonellos, algunos FGF determinados son responsables los neurotransmisores, incluidas la serotonina y no-de acontecimientos del desarrollo específicos. Por radrenalina, que actúan como ligandos y se fijan aejemplo, FGF-8 es importante para el desarrollo receptores igual que las proteínas. Estas moléculas node las extremidades y de determinadas partes del son sólo transmisores para las neuronas, pues tam-cerebro. bién proporcionan señales importantes para la em-Proteínas Hedgehog briogénesis. Por ejemplo, la serotonina (5HT) actúaEl gen hedgehog recibe este nombre porque codifica como ligando para gran número de receptores, laun patrón de púas en las patas de la Drosophila que mayor parte de los cuales corresponde a receptoresrecuerda la forma de un erizo. En los mamíferos hay ensamblados a la proteína G. Al actuar a través detres genes hedgehog: Desert, Indian y sonic hedgehog. estos receptores, la 5HT regula diversas funcionesEl gen sonic hedgehog participa en distintos procesos celulares como proliferación y migración celularesdel desarrollo, como el diseño de las extremidades, y es importante para establecer la lateralidad, gastru-la inducción y el diseño del tubo neural, la diferen- lación, embriogénesis cardiaca y otros procesos du-ciación de los somitas y la regionalización del intes- rante las primeras etapas de diferenciación.Asimismo,tino, ente otros. El receptor de la familia hedgehog la noradrenalina actúa a través de receptores y apa-es el Patched, que se une a una proteína llamada rentemente participa en la apoptosis (muerte celularSmoothened. La proteína Smoothened translu- programada) en los espacios interdigitales y otrosce la señal de hedgehog, pero está inhibida por el tipos de células.Patched hasta que la proteína hedgehog se une asu receptor. Por tanto, la función que desempeña el Resumenfactor paracrino hedgehog en este ejemplo no con-siste en activar directamente al transductor, sino en Durante el último siglo, la embriología ha pasado deunirse a su receptor para desinhibir un transductor ser una ciencia de observación a ser una ciencia queque normalmente estaría activo. incorpora los avances moleculares y tecnológicos más sofisticados. Juntas, la observación y las técnicasProteínas WNT modernas permiten entender con más claridad elComo mínimo existen 15 genes WNT distintos origen del desarrollo normal y anormal y, a su vez,relacionados con el gen de la polaridad de los seg- indican formas para prevenir y tratar las anomalíasmentos, wingless en Drosophila. Sus receptores perte- congénitas. En este aspecto, el conocimiento sobre lanecen a la familia de proteínas frizzled. Además función de los genes ha ofrecido a la materia plan-de participar en otras acciones, las proteínas WNT teamientos completamente nuevos.intervienen en la regulación del diseño de las ex- En el genoma humano existen aproximada-tremidades, el desarrollo del mesencéfalo y algunos mente 23 000 genes, pero estos genes codifican unasaspectos de la diferenciación de los somitas y de las 100  000 proteínas. Los genes se encuentran en unestructuras urogenitales. complejo de ADN y proteínas llamado cromatina, cuya unidad estructural básica es el nucleosoma.La superfamilia del factor de La cromatina se presenta fuertemente enrollada entransformación del crecimiento b forma de cuentas de nucleosomas en una cadena yLa superfamilia del factor de transformación del recibe el nombre de heterocromatina. Para quecrecimiento b (TGF-b) está formada por más de pueda realizarse la transcripción, el ADN debe des-30 miembros, entre los cuales se encuentran los fac- enrollarse de las cuentas y formar la eucromatina.tores b de transformación del crecimiento, las Los genes residen en las cadenas de ADN y contie-proteínas morfogénicas óseas, la familia de la nen unas regiones que pueden traducirse en proteí-activina, el factor inhibidor de Müller (FIM, nas, llamadas exones, y unas regiones no traducibles,hormona antimülleriana) y otros. El primer llamadas intrones. Un gen típico también contienemiembro de la familia, el TGF-b1, se aisló a partir una región promotora que se une a la ARNde células transformadas por virus. Los miembros del polimerasa para que se inicie la transcripción; ungrupo TGF‑b son importantes para la formación de punto de inicio de la transcripción que designala matriz extracelular y para las ramificaciones epi- el primer aminoácido de la proteína; un codón deteliales que tienen lugar durante el desarrollo de los parada de la traducción, y una región 3’ nopulmones, el riñón y las glándulas salivales. La familia traducible que incluye una secuencia (el lugarBMP induce la formación del hueso e interviene de inserción de la poli[A]) que ayuda a estabilizaren la regulación de la división celular, la muerte ce- el ARNm. La ARN polimerasa se une a la regiónlular (apoptosis) y la migración celular, entre otras promotora, que generalmente contiene la secuen-funciones. cia TATA o caja TATA. Esta unión requiere unas
  18. 18. Capítulo 1  Introducción a la señalización y la regulación moleculares   9proteínas adicionales llamadas factores de trans- La señalización entre células puede ser pará-cripción. La metilación de la citosina en la región crina, en la que participan factores difusibles, opromotora silencia los genes e impide la transcrip- autocrina, en la que intervienen diversos factoresción. Este proceso es el encargado de la desactivación no difusibles. Las proteínas responsables de la seña-del cromosoma X, donde se silencia la expresión de lización parácrina reciben el nombre de factoresgenes en uno de los cromosomas X de la mujer y paracrinos o factores de crecimiento y diferen-también del sellado del genoma, donde se reprime la ciación (GDF). Existen cuatro familias principalesexpresión de un gen paterno o materno. de GDF: la familia de los factores de crecimiento Mediante el proceso de empalme alternativo, de los fibroblastos (FGF), la familia de las pro-que elimina diferentes intrones mediante empal- teínas WNT, la familia Hedgehog y la familia delmosomas, es posible producir diversas proteínas a factor de transformación del crecimiento bpartir de un único gen. Las proteínas fabricadas de (TGF‑b). Además de proteínas, los neurotransmiso-esta manera reciben el nombre de isoformas de res como serotonina (5HT) y noradrenalina actúan aempalme o variantes de empalme. Asimismo, través de señales parácrinas, sirviendo como ligandoslas proteínas se pueden alterar mediante modifica- y enlazándose a receptores para generar respuestasciones postraduccionales, como la escisión y la celulares específicas. Entre los factores autocrinos sefosforilación. pueden encontrar productos de la matriz extrace- La inducción es el proceso por el cual un grupo lular, ligandos unidos a la superficie de las células yde células o tejidos (el inductor) hace que otro comunicaciones directas entre células.grupo de células o tejidos (el inducido) cambiensu destino. La capacidad de responder se llama com-petencia y debe ser conferida por un factor de Resolución de problemascompetencia. En muchos fenómenos inductivosse dan interacciones epiteliomesenquimatosas. 1. ¿En qué consiste la «competencia para respon- Las vías de transducción de señales están for- der» que forma parte del proceso de inducción?madas por una molécula señalizadora (el ligando) y ¿Qué tejidos participan habitualmente en laun receptor. El receptor generalmente se extiende inducción? Aporta dos ejemplos.por la membrana celular y se activa al unirse a su 2. En condiciones normales, los FGF y sus recepto-ligando específico. La activación habitualmente res (los FGFR) son responsables del crecimientorequiere la capacidad de fosforilar otras proteínas, la del cráneo y el desarrollo de las suturas craneales.mayoría de las veces mediante una cinasa. Esta acti- ¿Cómo se pueden alterar estas vías de señaliza-vación establece una cascada de actividad enzimática ción? ¿Estas vías usan una señalización parácrinaentre las proteínas que acaba activando un factor de o autocrina? ¿Sabes de qué manera es posibletranscripción para el inicio de la expresión génica. evitar la pérdida de expresión de un FGF?
  19. 19. Recursos en líneahttp://thepoint.lww.com/espanol-sadler12e Recursos para estudiantes y profesores http://thepoint.lww.com/espanol-sadler12e

×