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ASPECTOS GENÉTICOS DEL DESARROLLO, Estudiante: Castillejo Cuentas, Maria…
ASPECTOS GENÉTICOS DEL DESARROLLO
BIOLOGÍA DEL DESARROLLO
Definición
Hace referencia de los procesos por lo que un embrion de una célula da lugar a todo un organismo
Se estableció las bases para observar el desarrollo embrionario a partir de la manipulación de embriones
Con la introducción de la genética molecular, este campo de estudio se ha convertido en una ciencia moderna fundamental
Estudio de las mutaciones que causan anomalias del desarrollo o tienen la capacidad de eliminar o alterar expresión de genes permite identificar los genes de importancia en el desarrollo normal y los mecanismos que regulan la expresión de estos genes
Relación con la enfermedad humana
Conocer los mecanismos de desarrollo normla y las formas en las que este se altera son las bases para el entendimiento de las enfermedades
El tiempo de detección de una enfermedad es variable (primeros meses de vida, adolescencia o vida adulta)
Algunas anomalias son causadas por mutaciones monogénicas, otros por desequilibrios cromosómicos y en su mayoria resultan de una combinación de factores genéticos y ambientales
Para entender las anomalias del desarrollo es necesario entender la programación morfogénética que controla el desarrollo normal
GENES EN EL DESARROLLO
Importancia de los modelos animales en la genética del desarrollo humano
Modelos animales como la mosca de fruta, gusanos y peces
Cribados mutagénicos: Modelo donde se expone a animales a un mutágeno y se estudia si descendencia
Mapeo genético: Permite aislar genes para la embriogénesis normal a partir de animales con desarrollo anómalo
Gen PAX6 regulador conservado del desarrollo ocular
Este gen codifica un factor de transcripción que contiene 2 tipos de dominios que enlazan ADN (1 dominio par y 1 dominio homeodominio)
Personas heterocigotas con mutaciones en el gen presentan alteraciones oculares como aniridia o ausencia de iris / Personas homocigotas con mutaciones en el gen tienen completa ausencia de estructuras oculares
PAX6 inicia y dirige programas de desarrollo ocular, generando un enlace entre la embriología y la genética
DESARROLLO INCIPIENTE: DE LA FECUNDACIÓN A LA GASTRULACIÓN
Estudios de experimentación animal ha permitido entender el desarrollo humano y generar métodos para tratar anomalías de la reproducción humana
Un principio de la embriogénesis es que las primeras células que se diferencian formarán los tejidos necesarios para la implantación y formación de la placenta
Desarrollo regulativo
Capacidad de compensar regiones dañadas o eliminadas
Desarrollo en mosaico
El destino de una célula está determinado con independencia de su ambiente
No hay compensación de las regiones dañadas o eliminadas / Este desarrollo es la base de la presencia de alteraciones en el desarrollo embriológico
En la gastrulación se tiene inicio la organogénesis y la perdida de la capacidad de desarrollo regulativo permitiendo aparición de defectos en el desarrollo
EXPRESIÓN GÉNICA DURANTE EL DESARROLLO
Diferenciación celular
Genes gobernantes que son necesarios para mantener funciones metabólicas celulares básicas
Genes especializados que definen características singulares
Expresión génica regulada por factores de transcripción
Promotor determina el lugar de inicio de la transcripción
Elementos silenciadores y potenciadores que favorecen o interrumpen el proceso de transcripción
Un ejemplo de mutación en un coactivador (CBP) ocasiona el desarrollo del Sindrome de Rubenstein-Taybi
Estabilidad del fenotipo diferenciado
El mantenimiento del fenotipo diferenciado se logra a traves de diviciones celulares que establecen un linaje celular
La transmisión estable de extreción génica a las celulas hijas en ausencia de cambios en el ADN se denomina epigenética
Estas alteraciones no afectan la secuencia de ADN, se mantienen a traves de la mitosis y se conservan y perpetuan en los linajes celulares
Células madre y regeneración
Algunas celulas prierden la capacidad proliferativa tras adquirir un fenotipo diferenciado. Ejemplo: eritrocito, neuronas, etc.
Células madre son celulas con capacidad proliferativa con caracter pluripotencial pudiendo dar origen a muchos tipos diferentes de celulas
Se ha realizado muchos estudios con celulas madres con gran potencial para tratar enfermedades humanas como el Parkinson, DM tipo I, etc.
Programas de desarrollo y restriccion progresiva de destino celular
Durante el desarrollo el destino celular se adquiere de manera jerarquica dependiente del linaje celular
Los factores de transcripción actuan para especificar los diferentes destinos celulares
Ejemplo: En el Sindrome de Waardenburg se produce como consecuencia de mutaciones en el gen PAX3
Migración y mezcla de celulas durante el desarrollo
La migración celular durante el desarrollo porbablemente esté regulado por cambios programados en la adherencia celular, moleculas señalizadoras diifundibles de corto y largo alcance
Morfogénesis
Las mutaciones pueden afectar los proceso morfogénicos: Por cambios intrinsicos en la expresión génica (autónomos) o cambios extrinsicos (no autónomos)
Genes HOX
Codifican una clase especial de factores de transcripcion
Combinaciones de expresión de genes HOX en pequeños grupos de celulas que configuran regiones especificas del embrion permiten seleccionar el destino de estas regiones durante el desarrollo
Ejemplo: Una mutación en HOX13 es responsable de la polisindactilia en humanos
Señales paracrinas durante el desarrollo
Señales extracelulares de corto alcance o paracrinas controlan interruptores simples, mientras que otros, llamados morfogénicos pueden producir multiples respuestas en función al nivel a lo largo de un gradiente de concentración.
Ejemplo: Personas con mutaciones que inactivan el SHH (Sonic hedgehog) suelen presentar holoprosencefalia
Integración de vias de señalización durante el desarrollo
Las vias de señalización son empleadas por programas morfogenéticos en un mismo embrion ára una mayor comprensión de la regulación durante el desarrollo
GENÉTICA DEL DESARROLLO EN LA PRÁCTICA CLÍNICA
Dismorfología
Rama de la genética clínica especializada en los defectos congénitos
Defectos congénitos aislados, sindromes y secuencias
: La causa de estos son dificiles de identificar y otros presentan formas llamados sindromes malformativos. Un ejemplo es el Síndrome de Cornelia de Lange
Malformaciones, deformaciones y disrupciones
: Las malformaciones son anomalias intrínsecas del desarrollo, las deformaciones son producidas por factores extrínsecos y las disrupciones son destrucciones del tejido normal.
Teratología
: Que pueden ser farmacos, infecciones o agentes ambientales que ocasionan defectos congénitos. El riesgo depende del momento y del grado de exposición durante la gestación. Ejemplo: La talidomina que ocasionó defectos por reduccion de miembros en fetos expuestos entre las semanas 4 y 8 de gestación.
Genética de la reproducción
La participación de la genética es de importancia en los casos de abortos espontaneos de causa desconocida ya que puede facilitar el asesoramiento a los miembros de la familia sobre los riesgos de recurrencia, aliviar sentimiento de culpa y establecer un diagnostico prenatal en futuras generaciones
Determinismo genético y procesos estocásticos durante el desarrollo
Fundamento de la genetica constituye un cierto nivel de determinismo y por otra parte la noción de una combinación de factores genotipicas y ambientales predicen la variacion fenotipica de la enfermedad resulta en el principio de toda la biología
AVANCES EN GENÉTICA DEL DESARROLLO Y APLICACIONES POTENCIALES
Células madre embrionarias
Permite crear modelos animales de importantes enfermedades genéticas humnanas dando indesperados descubrimientos sobre el papel que tienen los genes en el desarrollo normal
Clonación humana y clonación de animales
La clonación por transplante nuclear implica la reproduccion de un organismo a partir de celulas somáticas diploides. Este constituye un nuevo método que permite, por modificaciones epigenéticas, el proceso de organogénesis con menor rechazo para las personas. Sin embargo el desarrollo embrionario a partir de este método aún es evaluado por la ética.
Genética del desarrollo, medicina y sociedad
La tecnología de la genética del desarrollo ofrece el potencial para lograr avances en la salud humana además de nuevos conceptos y retos que requiere de mayor amplitud de conocimiento con la investigación
Estudiante
: Castillejo Cuentas, Maria Celeste
Aula:
4D1