Biología molecular del desarrollo

BIOLOGÍA MOLECULAR DEL DESARROLLO


El establecimiento de los ejes corporales anteroposterior, dorsoventral e izquierda-derecha se logra a través de una serie de vías moleculares y expresión de genes, que ocurre antes y durante el periodo de gastrulación. Este, es un fenómeno de gran importancia pues de esta manera es como en el embrión se van a determinar los lugares específicos para eldesarrollo de las estructuras y órganos. Es decir, que funciona como una cascada de señalización que le indica al embrión, por ejemplo, donde debe formar la cabeza y donde la cola, y además establece el lugar adecuado para la formación de los diferentes órganos dentro de la cavidad abdominal, entre otros aspectos en los que interviene. En este trabajo vamos a explicar la manera en la que se definenesos ejes corporales que constituyen la simetría bilateral del humano, cuales son los centros señalizadores u organizadores, y que genes están involucrados en cada proceso, que fue básicamente de lo que se hablo también durante la clase.








Figura 1: en esta imagen se pueden apreciar los 3 ejes corporales del embrión. AP: anteroposterior. Izq-Der: izquierda-derecha. DV: dorsoventral.Eje anteroposterior

Para el establecimiento del eje anteroposterior intervienen dos centros señalizadores, el nódulo primitivo y el endodermo visceral anterior. En primer lugar, el nódulo primitivo es un estructura compuesta por un grupo de células con una forma particular, en botón, que se encuentra en la parte posterior del embrión, en el extremo cefálico de la línea primitiva yalrededor de la fosita primitiva, este es evidente en las primeras fases del desarrollo embrionario. Además, el nódulo actúa como el centro organizador del tronco y en el se expresan los genes nodal (su expresión ayuda a establecer y mantener la línea primitiva), chordin y noggin.

En segundo lugar, el endodermo visceral anterior esta constituido por células del hipoblasto que migraron a la parte masanterior del embrión. Esta estructura va a constituir el centro organizador de la cabeza, diciendo con esto que la formación del cráneo y parte cefálica se lleva acabo a partir de este centro, en el que además se expresan los genes Otx2, Cerberus, Lefty 1 y Dickkopf, que inhiben la expresión del gen nodal en la parte craneal del embrión.




Figura 2: hacia la parte derecha esta la regiónposterior del embrión en donde encontramos el nodulo. Y hacia la izquierda, la anterior donde se encuentra el endodermo viseceral anterior (AVE)
Adicionalmente, vemos que tanto en los extremos anterior y posterior del embrión se van a expresar otro tipo de genes que ayudan a establecer el eje anteroposterior. La expresión de unos genes va estar regulada por la expresión de los otros, constituyendoal nódulo como el centro organizador. Un ejemplo concreto es el caso del gen BMP-4 cuya expresión genera la centralización del mesodermo para la formación de estructuras especifica, y es inhibido precisamente por chordin y noggin para evitar que todo el mesodermo de ventralice.

De este modo, los genes Wnts, BMPs, FGFs van a presentar un patrón alto de expresión en la región posterior delembrión. Pero, su expresión irá disminuyendo a medida que se van acercando a la región anterior, en razón, a que ahí es donde están altamente expresados los genes BMP, Wnt antagonistas, es decir que va a ser inhibida o mas bien regulada. Lo anterior interviene activamente en el establecimiento de las estructuras pertenecientes al eje anteroposterior.


Figura 3: en esta imagen se observa claramenteel patrón de expresión de los genes Wnts, BMPs y FGFs en parte posterior, que es regulado por la expresión de sus antagonistas en la parte anterior.

El establecimiento del eje anteroposterior también tiene regulación por parte de genes de la caja homeótica, genes Hox, que a su vez controlan el desarrollo en animales de una manera similar a en humanos como en Drosophila, y esto comprueba que...