Integración Célula Organismo(Libro 4Medio Elect)

Integración célula-organismo
Orientaciones didácticas
En esta unidad se estudian los fundamentos moleculares del funcionamiento integrado y coordinado de los millones de células que componen un organismo multicelular.
Como punto de inicio se sugiere empezar por algunos conceptos y problemas motivantes sobre desarrollo embrionario, llamando la atención sobre el significado de la
diferenciacióncelular y la organogénesis. No se trata de dar una acabada visión de
estos procesos sino de ilustrar que durante el desarrollo las células responden a señales
provenientes de otras células cambiando sus patrones de expresión de genes y formando órganos como conjuntos de células que cumplen funciones similares. Preguntas
tales como ¿Qué significa la definición del plan corporal y ladiferenciación celular a
nivel molecular? ¿Cómo se relacionan los eventos que ocurren en la superficie celular
con las respuestas rápidas de las células y con la transcripción génica que ocurre en el
núcleo? ¿Cómo interaccionan las células con la matriz extracelular y con otras células
en la formación de tejidos y órganos? Se irán abordando continuamente en distintos
niveles de complejidad, cubriendodistintos aspectos funcionales. Además de motivar
las actividades de esta unidad, sirven de introducción y motivación para la próxima
unidad sobre regulación de la expresión génica.
Primero se expone la relación entre genes y fenotipo revisando el concepto de genes homeóticos que controlan el desarrollo de un plan corporal en el eje antero-posterior.
Luego se muestran evidencias de genes quedeterminan la diferenciación celular. Una vez
que los estudiantes tengan claro que la diferenciación celular lleva a la generación de estructuras y funciones específicas en los fenotipos celulares, se les guirá con datos, resultados
de experimentos y preguntas para que ellos mismos concluyan que la diferenciación debe
sustentarse en composiciones proteicas particulares a distintos tipos celularesy que esto, a
su vez, debe ser consecuencia de la expresión de conjuntos distintos de genes según el
fenotipo. Las actividades se han organizado para ilustrar de diversas maneras que la diferenciación celular involucra diferencias cuantitativas y cualitativas en la expresión de distintos
genes, controlada en su mayor parte a nivel de la transcripción. Al preguntarse ¿cómo es
posible ladiferenciación celular si el genoma es el mismo en los distintos tipos celulares?
verán la necesidad de conocer los procesos de regulación de la expresión génica por señalesUnidad 1: Integración célula-organismo 15
externas. Es necesario presentar modelos conocidos de desarrollo en los que se aprecie la
función de la expresión de genes y la comunicación entre células. En esta unidad se proponen, comoejemplos ilustrativos, la diferenciación de células de músculo esquelético, que
depende de genes ya identificados, y los fenómenos de inducción local entre células durante los procesos de desarrollo del lente ocular y de los túbulos renales.
Las actividades ofrecen oportunidades para que los estudiantes interpreten experimentos que requieren conocimiento previo sobre estructura del DNA ysignificado de la
información y expresión génica. Deben apreciar el conocimiento previo necesario para
diseñar experimentos, y aplicar sus propios conocimientos para formular preguntas relevantes al tema en estudio y para interpretar resultados de experimentos. Los experimentos
que se presenten permitirán conocer y valorar el tipo de tecnología molecular que ha sido
instrumental en los grandescambios que ha experimentado la manera de pensar sobre los
organismos. Esta tecnología se utiliza actualmente para indagar en los grandes problemas
de la biología, como son la expresión génica y su regulación en respuesta a los estímulos,
cruciales durante el desarrollo y mantención de tejidos en continuo recambio. El concepto
de las células troncales y su potencial para diferenciarse y renovar...