Objetivo: Conocer los mecanismos moleculares que regulan el desarrollo embrionario.
La embriología es una disciplina que estudia y trata de la formación y desarrollo del embrión, siendo en este caso, de humanos. Esta materia (y ciencia) le da a los estudiantes conocimientos para que puedan comprender la reproducción, la gestación y el desarrollo embrionario. Estos conocimientos también permiten analizar y observar anomalías o patologías e incluso prevenirlas.
1.1 Generalidades de la expresión genética
1.2 Factores de transcripción y moléculas de señalización.
¿Qué son los factores de transcripción?
El Genoma es toda la información que se requiere para formar un individuo. La información está codificada en el ADN, en secuencia denominadas genes, que codifican proteínas.
Algunas proteínas regulan la expresión de otros genes. Un solo gen puede dar luz a muchas proteínas.
Los genes (que están en la cromatina) contienen dos regiones: exones e intrones. Los exones se transcriben pero se eliminan post-trascripcional.
Los genes también tienen una región promotora que se una a ARN-polimerasa para iniciar la transcripción. Esta región promotora suele tener la secuencia TATA. Sin embargo, para que ARN-polimerasa pueda unirse, necesita factores de transcripción. Estos factores tienen un dominio de unión al ADN, además de un dominio de transactivación que activa o inhibe la transcripción del gen.
Los potenciadores controlan la eficiencia y velocidad de transcripción. Actúan al modificar la cromatina para exponer al promotor o facilitar la unión de la polimerasa al ADN.
Para inactivación de genes, ocurre la metilación. Este mecanismo impide su transcripción.
Intrones NO se expresan, exones SÏ.
Todos los genes Hox contienen una secuencia de 180 pares de bases. Esta secuencia es denominada secuencia homeodominio u homeobox. Esta secuencia codifica una proteína de 60 aminoácidos constituido por tres hélices α. La tercera hélice se une a los sitios del ADN con TAAT/ATTA en los promotores de sus genes.
Función genes HOX: Los genes HOX participan en la segmentación rostrocaudal del cuerpo.
Regulación: Lo regula el ácido retinoico y otros genes. Las proteínas Polycomb silencia los genes HOX.
También tienen un homeodominio. Las proteínas PAX activan y reprimen la transcripción de genes diana (generalmente a genes especializados en la formación de órganos y tejidos). Todas las proteínas contienen un dominio emparejado de 128 aminoácidos que se unen al ADN.
Función genes PAX: Funciones relevantes en los órganos de los sentidos y en el sistema nervioso en desarrollo, además de procesos de diferenciación celular.
¿Qué son las moléculas señalizadoras?
Las moléculas de señalización salen de células y ejercen sus efectos sobre otras. Muchas de estas moléculas pertenecen a familias de proteínas similares, denominadas factores de crecimiento. Las MS se unen como ligandos a moléculas receptoras. Cuando se forma el complejo, se inicia una vía de transducción de la señal.
Ayudan a la formación de órganos específicos, como el sistema nervioso, los riñones, esqueleto y la sangre. Además, BMP (proteínas morfogenéticas óseas) induce la formación del hueso y participa en la regulación de la división celular, apoptosis y migración celular, etc.
Un ejemplo de TGF-β es la Inhibina, que inhibe la secreción de gonadotropinas por la hipófisis (como LH o FSH). También es la Activina, que prolifera células de la granulosa.
Fueron llamados así por estimular el crecimiento de los fibroblastos. Sin embargo, ahora se han descubierto una familia de 23 miembros, con funciones distintiva.
Muchos FGF desempeñan papeles importantes en diversas fases del desarrollo embrionario. Ej: Estimulación de la producción de queratinocitos, inducción hepática incial, del crecimiento piloso, formación del oído interno.
En los mamíferos existen tres genes hedgehog: desert, indian y Sonic.
Estas proteínas morfogénicas desempeñan un papel clave en el patrón de configuración inicial, en la migración celular y en la diferenciación de muchos tipos celulares de los distintos órganos y sistemas. Su función está principalmente en el desarrollo embrionario. Generan barreras entre tejidos. Necesitan de una molécula de colesterol para ser funcional.
Desempeña importantes papeles durante el periodo de gastrulación. Estimulan la proliferación celular necesaria cuando los órganos se están formando. En el desarrollo tardío están implicadas en diversos procesos asociados con la diferenciación celular y la polaridad.
Están implicadas en la regulación de patrones en las extremidades, el desarrollo del cerebro medio y ciertos aspectos de la diferenciación de somitas y estructuras urogenitales.
Viene de la vitamina A (retinol).
Entre sus objetivos mejor definidos en las fases iniciales del desarrollo se encuentran algunos genes Hox, de manera que la expresión alterada de estos genes debido a una cantidad insuficiente o excesiva de ácido retinoico, puede dar lugar a trastornos graves en la organización del rombencéfalo y de la cresta neural faríngea.
Tanto la deficiencia como el exceso de vitamina A dan lugar a una amplia gama de malformaciones congénitas graves.