El desarrollo de los organismos se basa en un programa genético (incrustado en el aparato cromosómico del cigoto) y ocurre en condiciones ambientales específicas, y en diferentes etapas de la ontogénesis, la actividad genética depende de factores tanto internos como externos.
Como resultado de la etapa embrionaria de la ontogénesis, se forma un organismo que sufre cambios en etapas posteriores de la ontogénesis (crecimiento, desarrollo).
Recuerde: la influencia del alcohol y la nicotina en el aparato cromosómico de las células germinales.
1) recién nacido (1-21 días);
2) infancia (21 días - 1 año);
3) primera infancia (1 a 3 años);
4) período preescolar (4 a 7 años);
5) edad escolar primaria (de 8 a 12 años para los niños, de 8 a 11 años para las niñas);
6) período prepuberal (12 a 15 años);
7) adolescencia (15-18 años);
8) adolescencia (18-21 años)
9) edad madura:
I período (22 a 35 años para hombres, 22 a 35 años para mujeres);
II período (36 a 60 años para hombres, 36 a 55 años para mujeres);
10) vejez (61 a 74 años para los hombres, 56 a 74 años para las mujeres);
11) vejez (75 a 90 años);
12) hígados largos (90 años y más).
1) Aceleración en los niños desde la segunda mitad del siglo XX
2) Durante el período embrionario.
El embrión de los mamíferos, incluido el humano, es muy sensible a los efectos de factores ambientales desfavorables. Su desarrollo está influenciado por sustancias que recibe de la sangre de la madre (por ejemplo: 1 cigarrillo fumado reduce 10 veces el suministro de O2; el hígado fetal no hace frente a la eliminación de sustancias tóxicas y, por tanto, se acumula en los tejidos; el alcohol tiene un fuerte efecto sobre el sistema nervioso central)
factores ambientales(temperatura, luz, presión, gravedad, composición de los alimentos en función del contenido de elementos químicos y vitaminas, diversos factores físicos y químicos) radiación, ultrasonido, vibración, campo electromagnético
3) factores sociales.
4) por ejemplo, la regulación de la metamorfosis en los anfibios, durante la cual se producen muchos cambios diferentes en el cuerpo. Algunos órganos (larvas de renacuajo) se destruyen, otros (órganos de una rana adulta) crecen y se desarrollan rápidamente. Todos estos cambios ocurren bajo la influencia de la hormona tiroidea. Las larvas de anfibios que carecen de glándula tiroides no sufren metamorfosis (sin embargo, se puede inducir en larvas operadas si se les inyecta una hormona).
El papel de las hormonas queda especialmente claro en numerosos ejemplos de trastornos de la actividad de las glándulas endocrinas en humanos, bien conocidos por los médicos. Así, con una producción excesiva de hormona del crecimiento, pueden desarrollarse gigantes de dos e incluso tres metros de altura. En caso de secreción insuficiente de esta hormona, las personas se vuelven enanas (altura: de 60 a 140 cm).
39. Regulación genética del desarrollo, características de los procesos genéticos moleculares en diferentes etapas de la ontogénesis (determinación genética del desarrollo, actividad diferencial de los genes, influencia de la segregación ooplásmica, locus T, genes de la pubertad, envejecimiento).
Es obvio que control genético del desarrollo existe porque el conjunto de genes recibidos por el cuerpo durante la fertilización asegura el desarrollo de un individuo de una especie biológica particular a partir del cigoto ( especificidad de especie de la ontogénesis).
La determinación es un conjunto de factores que determinan la naturaleza natural de los procesos formativos, o la influencia de una parte del embrión sobre sus otras partes, induciendo a estas últimas a recorrer, en condiciones adecuadas, un fragmento del camino de su desarrollo normal.
La base genética de la diferenciación celular se explica por la hipótesis de la actividad genética diferencial. Según él, las diferencias en el espectro de proteínas producidas por las células en diferenciación reflejan diferencias en el conjunto de genes activos. En las células de cualquier dirección de especialización, existen, por así decirlo, 3 grupos de genes activos: - aquellos que controlan los procesos fundamentales de la vida celular y están activos en todas las células vivas - aquellos que determinan características similares de las mismas células; tejido: características de control específicas de células de un tipo particular;
La segregación ooplásmica es la aparición de diferencias locales en las propiedades del ooplasma, que ocurre durante los períodos de crecimiento y maduración del ovocito, así como en el óvulo fertilizado. S. es la base para la posterior diferenciación del embrión: durante la trituración del óvulo, secciones del ooplasma que difieren en sus propiedades ingresan a diferentes blastómeros; la interacción con ellos de núcleos de escisión idénticamente potentes conduce a una activación diferencial del genoma. En diferentes animales, S. no ocurre simultáneamente y se expresa en diversos grados.
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Regulación de la ontogenia
Introducción
Regulación genética del desarrollo del organismo.
Interacción de contacto celular
Inducción embrionaria
Campos morfogenéticos
Vejez y envejecimiento
Bibliografía
Introducción
¿Por qué y cómo el genotipo se convierte en fenotipo en forma de ciertos procesos celulares y sistémicos, en forma de transformaciones ontogenéticas complejas ordenadas espacial y temporalmente?
Al comparar el cigoto y el individuo sexualmente maduro, que, de hecho, son dos etapas ontogenéticas diferentes de la existencia de un mismo organismo, se revelan diferencias obvias, al menos en cuanto a tamaño y forma. Desde el siglo XVII. Los científicos intentaron comprender y explicar los procesos que conducen a estos cambios cuantitativos y cualitativos en el individuo.
Inicialmente, surgió una hipótesis según la cual la ontogénesis se consideraba únicamente como el crecimiento de estructuras preexistentes y partes de un organismo futuro ubicado en un determinado orden espacial.
Bajo esta hipótesis, llamada preformacionismo, en el desarrollo individual no se producen nuevas formaciones ni transformaciones estructurales. La conclusión lógica de la idea del preformacionismo radica en la suposición de la idea absurda de la "preparación" en el cigoto e incluso en las células germinales de los antepasados de las estructuras de los organismos de todas las generaciones posteriores, como si estuvieran anidadas. secuencialmente como muñecos de madera para anidar.
Concepto alternativo epigénesis Fue formulado a mediados del siglo XVIII. F.K. Wolf, quien descubrió por primera vez la formación del tubo neural y los intestinos durante el desarrollo embrionario. El desarrollo individual comenzó a asociarse enteramente con cambios cualitativos, creyendo que las estructuras y partes del cuerpo surgen como nuevas formaciones a partir de un huevo sin estructura.
En el siglo 19 K. Baer fue el primero en describir los huevos de los mamíferos, incluido el hombre, así como las capas germinales, y descubrió la similitud del plan estructural de los embriones de varias clases de vertebrados: peces, anfibios, reptiles, aves, mamíferos.
También llamó la atención sobre la continuidad en las etapas de desarrollo, desde las más simples hasta las más complejas. Baer consideraba la ontogénesis no como transformación, diferente a neoplasma estructuras y cómo transformación, lo cual es bastante consistente con las ideas modernas.
La biología del desarrollo busca aclarar el grado y las formas específicas de control por parte del genoma y al mismo tiempo el nivel de autonomía de varios procesos durante la ontogénesis. No menos importantes son los estudios de los mecanismos ontogenéticos específicos de crecimiento y morfogénesis. Estos incluyen los siguientes mecanismos celulares: proliferación o multiplicación celular, migración o movimiento de células, clasificación de células, su muerte programada, diferenciación celular, interacciones de contacto de células (inducción y competencia), interacciones a distancia de células, tejidos y órganos (paracrinas). , mecanismos de integración humorales y neuronales). Todos estos procesos son de naturaleza selectiva, es decir. ocurren dentro de un determinado marco espacio-temporal con cierta intensidad, obedeciendo el principio de integridad del organismo en desarrollo.
La ontogénesis (del griego Ontos - existencia y génesis - desarrollo) es el desarrollo individual de cada individuo. Este es un proceso complejo de formación de un organismo vivo desde el nacimiento hasta la muerte. En los organismos unicelulares, la ontogénesis comienza con la división del organismo madre en organismos hijos y continúa hasta la siguiente división del organismo hijo. Durante la reproducción asexual de organismos multicelulares, la ontogenia comienza con una o un grupo de células somáticas a partir de las cuales se forma un organismo hijo y termina con la muerte.
Durante la reproducción sexual se distinguen tres períodos de desarrollo individual: sustrato de ontogénesis intercelular genética
1. preembrionario(proembrionario), o progénesis, es el período de formación de células germinales y fertilización.
2. Embrionario(embrionario): el período que transcurre desde la formación del cigoto hasta su liberación de las membranas del óvulo o el nacimiento.
3. postembrionario(postembrionario): incluye el desarrollo hasta la pubertad (período juvenil), el estado adulto (período reproductivo), post-reproductivo
período, envejecimiento y muerte del cuerpo. En el periodo juvenil el desarrollo puede ser directo (tipo no larvario) o con metamorfosis (tipo larvario).
Los cambios en las diferentes etapas de la ontogénesis ocurren a diferentes ritmos, son más intensos en la embriogénesis y luego se desaceleran gradualmente. Especialmente durante la pubertad.
Al final del período reproductivo, el fin natural de la ontogénesis es la muerte del individuo.
Sin embargo, la ontogénesis de cada organismo multicelular se basa en mecanismos generales de crecimiento y desarrollo, llevados a cabo a través de los procesos de división, diferenciación y movimiento morfogenético celular. Los dos principios fundamentales de la ontogénesis, la diferenciación (especialización de sus partes individuales) y la integración, la unificación de partes individuales y su subordinación a un solo organismo, se manifiestan en todas las etapas de la ontogénesis y en todos los niveles del organismo. Biología. Guía de ejercicios prácticos: manual de formación. Markina V.V., Oborotistov Yu.D., Lisatova N.G. y otros / Ed. V.V. Marquina. 2010. -
Según los conceptos modernos, un determinado programa de desarrollo genético está integrado en la célula somática (reproducción asexual) o en el cigoto (reproducción sexual), a partir de la cual se desarrolla un nuevo organismo. En la ontogénesis, este programa se implementa determinando la dirección general de los procesos morfogenéticos, pero la implementación específica se lleva a cabo dependiendo de las condiciones ambientales, dentro de los límites de la norma de reacción.
Genéticoregulacióndesarrollocuerpo
Los genes regulan y controlan el desarrollo del organismo en todas las etapas de la ontogénesis. Según los conceptos modernos, un gen puede definirse como una unidad de información hereditaria. Ocupar una determinada posición en el genoma o cromosoma y controlar el desempeño de una determinada función en el organismo.
Gracias a la ontogénesis, que se produce en determinadas condiciones ambientales, la información hereditaria se materializa en estructuras y procesos. Basado genotipo se esta formando fenotipo individuos de una especie biológica determinada. Dado que la selección natural ocurre en la naturaleza viva según fenotipos, es en el desarrollo de un individuo de un fenotipo específico de especie donde radica el principal evento evolutivamente significativo a nivel de organismo u ontogenético.
Si tenemos en cuenta el soporte material-energético y bioinformativo de la ontogénesis de un individuo, entonces debemos hacer una reserva de que comienza antes del momento de la fertilización y la formación del cigoto y se asocia principalmente con la célula reproductora femenina. Este último, durante la gametogénesis (ovogénesis), adquiere algunas características que no serán utilizadas por él mismo, sino por un individuo de una nueva generación que ha iniciado el desarrollo individual. Una de estas características, quizás la más conocida, es la formación en el citoplasma del huevo de una mayor o menor cantidad de yema, según el tipo de animal, que se utiliza como material nutritivo durante el desarrollo de la descendencia. La actividad funcional y genética de varios genes, manifestada en su transcripción y cambios post (post) transcripcionales en la transcripción primaria y de ARN (m), también se atribuye en el tiempo al período anterior a la fertilización. Los i(m)RNA formados como resultado de esta actividad organizan la síntesis de proteínas importantes para las primeras etapas de la embriogénesis. La totalidad de los acontecimientos que ocurren en la ovo(oo)génesis, pero en interés del proceso de desarrollo individual de un nuevo organismo, constituye el contenido. períodoprogénesis- preembrionarioperíodoindividualdesarrollo Biología: libro de texto: en 2 volúmenes / Ed. V.N. Yarygina. - M.; GEOTAR-Media, 2014. - T.1. - 736 p.: enfermo.
La expresión genética es el proceso de realizar información codificada en la estructura del ADN a nivel de ARN y proteínas.
La regulación genética controla todo el curso del desarrollo individual de un organismo, desde la formación de gametos hasta la formación de sistemas que regulan y coordinan el crecimiento y la actividad vital de un organismo adulto.
Durante la ovogénesis, los ARN maternos se sintetizan y depositan en el citoplasma del óvulo, que transportan información sobre las proteínas y controlan el desarrollo del embrión desde el cigoto hasta la blástula. Los genes del embrión comienzan a funcionar en los vertebrados en diferentes etapas de escisión (por ejemplo, en humanos en la etapa de dos blastómeros) y los productos de su actividad comienzan a regular el desarrollo del embrión. Por tanto, las primeras etapas del desarrollo están reguladas por genes maternos y de línea germinal. A partir de la etapa de gástrula, en los vertebrados el desarrollo del cuerpo está regulado únicamente por los productos de la actividad de los propios genes del embrión.
La regulación de la expresión génica durante el desarrollo de los organismos se lleva a cabo en todas las etapas de la síntesis de proteínas, tanto por inducción como por represión, y el control a nivel de transcripción determina el tiempo de funcionamiento de los genes propios del embrión.
En todos los metazoos, desde las medusas hasta los humanos, la diferenciación embrionaria a lo largo del eje anteroposterior está regulada por un grupo de genes llamado HOX. Las proteínas HOX son factores de transcripción que comparten un homeodominio en su estructura, lo que determina la especificidad de su unión al ADN. Los homeodominios, que contienen genes, se definen por la presencia de una secuencia de ADN característica de 183 pares de bases de longitud (homeocaja), que codifica una región proteica relativamente conservada de 61 aa de longitud (homeodominio). Una característica sorprendente de los genes HOX es que se expresan en el mismo orden en que se encuentran en el genoma. Los genes HOX y las proteínas que codifican ilustran bien factores fundamentales sobre la expresión génica en el desarrollo, como la complejidad y la interacción.
El gen XYZ en diferentes partes del embrión puede transcribirse a diferentes velocidades y puede estar predispuesto a producir variedades de transcripción alternativas, de modo que uno codifique una familia completa de proteínas. Otro grupo de factores de transcripción que son importantes para el desarrollo temprano cuando actúan como reguladores de la organogénesis son las proteínas PAX. Son necesarios para mantener la pluripotencia de las poblaciones de células madre, es decir. son capaces de diferenciarse en muchos tipos de células especializadas. Los genes PAX1 PAX9 se expresan durante el desarrollo de la columna vertebral, las yemas de las extremidades y el timo (timo), donde muestran patrones de expresión superpuestos. El gen PAXN se expresa temprano en el desarrollo de los mamíferos en el tubo neural dorsal, la región que produce las células migratorias de la cresta neural. Están involucrados en el desarrollo de varios órganos, incluido el corazón, los ganglios periféricos y ventrales, los melanocitos y las células de Schwann. La función de PAX6 parece ser clave en el desarrollo del ojo y la visión.
Contactointeraccióncélulas
Los mecanismos que aseguran la conexión celular y el intercambio de información intercelular se formaron durante la transición evolutiva de un organismo unicelular a uno multicelular. Las interacciones intercelulares son necesarias para coordinar la actividad, diferenciación, motilidad y crecimiento de las células dentro de los tejidos y órganos. Las células que forman el tejido están en contacto no solo entre sí, sino también con la matriz extracelular, formada por fibras, proteínas, colágeno y sustancias gelatinosas, representadas por glicoproteínas y proteoglicanos. La matriz extracelular mantiene unidas a las células y proporciona soporte físico y un entorno en el que se mueven e interactúan. Fisiología y fundamentos de anatomía: libro de texto / Ed. AV. Kotova, T.N. Loseva. 2011. - 1056 p. (Serie "Literatura educativa para estudiantes de medicina")
Junto con la renovación de la población celular, se observa constantemente en las propias células una renovación de las estructuras intracelulares (regeneración fisiológica intracelular).
Altura células se manifiesta en cambios en su tamaño y forma. El crecimiento celular no es ilimitado y está determinado por la relación nuclear-citoplasmática óptima.
Movimientos células. La migración celular es más típica durante el período de gastrulación. La migración se lleva a cabo mediante varios mecanismos. Así, distinguen quimiotaxis- movimiento de células en la dirección del gradiente de concentración de un agente químico. Haptotaxis- mecanismo de movimiento celular a lo largo de un gradiente de concentración de una molécula de adhesión. Contacto orientación- cuando en algún obstáculo sólo queda un canal para el movimiento. Contacto inhibición- este método de movimiento se observa en los orificios de una cresta lisa.
La migración tiene un propósito, las células no se mueven caóticamente, sino a lo largo de ciertos caminos precisamente hacia aquellas partes del embrión donde posteriormente se formarán derivados maduros a partir de ellas. Las alteraciones en la migración celular que ocurren durante el período de embriogénesis conducen a la formación de malformaciones congénitas como heterotopía y ectopia, es decir. a la localización anormal de órganos o estructuras.
Mecanismos intercelular interacciones. La formación y el funcionamiento de todas las estructuras tisulares sólo pueden ocurrir sobre la base de su reconocimiento mutuo y adhesión mutua, es decir. la capacidad de las células para unirse selectivamente entre sí o a componentes de la matriz extracelular. La adhesión celular se realiza mediante glicoproteínas especiales (moléculas de adhesión): cadherina, laminina, conexina, etc. Fisiología y fundamentos de anatomía: libro de texto / Ed. AV. Kotova, T.N. Loseva. 2011. - 1056 p. (Serie "Literatura educativa para estudiantes de medicina")
Mecanismos interacciones células Con sustrato. Incluyen la formación de receptores celulares para moléculas de la matriz extracelular. Estos últimos incluyen derivados celulares. Entre las cuales, las moléculas de adhesión más estudiadas son el colágeno, la fibronectina, la laminina, la tenascina, etc.
Para comunicarse entre las células migratorias y la matriz extracelular, las células forman receptores específicos. Estos incluyen, por ejemplo, el sindecano, que asegura el contacto de la célula epitelial con la membrana basal mediante la adhesión a la fibronectina y las moléculas de colágeno.
Distante intercelular interacciones Se lleva a cabo mediante la secreción de hormonas y factores de crecimiento. Estas últimas son sustancias que tienen un efecto estimulante sobre la proliferación y diferenciación de células y tejidos.
La influencia de la posición de las blastómeras en su diferenciación. La diferenciación de una célula está influenciada por su posición en un lugar determinado del embrión en un momento determinado. Las células externas forman el trofoblasto y las internas forman el embrión. La experiencia con el trasplante de blastómeros muestra que la formación de trofoblastos o células embrionarias a partir de blastómeros está determinada por el lugar donde termina la célula: en la superficie o dentro de un grupo de células.
La gastrulación comienza al final de la segunda semana de desarrollo y se caracteriza por la aparición de la capacidad de las células para moverse. Con el inicio de la gastrulación, se activan los primeros genes específicos de tejido. El embrioblasto se divide en epiblasto(capa de células cilíndricas) y hipoblasto(capa de células cúbicas frente al blastocele). El epiblasto y el hipoblasto forman juntos un disco germinal de dos capas. (blastodisco). Posteriormente, en lugar del disco germinal de dos capas, se desarrollan las capas germinales primarias mediante migración y proliferación de células: ectodermo, mesodermo y endodermo. hipoblasto. La formación del hipoblasto (endodermo primario) se produce a lo largo de un gradiente caudal-craneal. Las células de la parte ventral de la masa celular interna que mira hacia el blastocele se separan en una capa delgada: el hipoblasto. Las células de hipoblasto son expulsadas de la masa celular interna debido a una débil interacción adhesiva entre ellas. Las células hipoblásticas que proliferan intensamente se mueven a lo largo de la superficie interna del trofoblasto y forman el endodermo extraembrionario de la pared del saco vitelino adyacente al trofoblasto. Histología, embriología, citología: un libro de texto para universidades / Ed. P.EJ. Ulumbekova, Yu.A. Chelysheva - 3ª ed., - M.: GEOTAR-Media, 2012.
Movimientoscélulasengastrulación
Histología, embriología, citología: un libro de texto para universidades / Ed. P.EJ. Ulumbekova, Yu.A. Chelysheva - 3ª ed., - M.: GEOTAR-Media, 2012.
Embrionarioinducción
Embrionarioinducción- interacción de partes del embrión en desarrollo, en la que una parte del embrión influye en el destino de otra parte.
Embrionarioinducción o mecanismos de diferenciación fueron descubiertos en 1901. GRAMO. al estudiar la formación del rudimento del cristalino en embriones de anfibios.
Hipótesis: Hay determinadas células que actúan como organizadoras de otras que son adecuadas para esa célula. En ausencia de células organizadoras, dichas células tomarán un camino de desarrollo diferente, distinto de aquel en el que se desarrollarían en presencia de organizadores.
Experimento: G. Spemann y su colaborador H. Mangold descubrieron un “organizador” en embriones de anfibios. Hilda Mangold llevó a cabo un experimento de control en 1921. Cortó un trozo de tejido del labio dorsal del blastoporo de la gástrula de un tritón con cresta con un embrión débilmente pigmentado. Lo trasplantó a la parte ventral de otra gástrula de una especie estrechamente relacionada, el tritón común, cuyo embrión se caracteriza por una abundante pigmentación. Después del trasplante, se desarrolló una nueva notocorda y miotomas a partir de la gástrula receptora del tejido trasplantado.
De éste y de experimentos similares se desprenden varias conclusiones. En primer lugar, un corte tomado del labio dorsal de un blastoporo es capaz de dirigir o incluso desviar el desarrollo del material que lo rodea hacia una determinada vía de desarrollo. En cierto modo organiza el desarrollo del embrión tanto en lugares habituales como atípicos. En segundo lugar, los lados lateral y ventral de la gástrula tienen un potencial de desarrollo más amplio que su presunta dirección, ya que en lugar de la superficie habitual del cuerpo, allí se forma un embrión completo en condiciones experimentales. En tercer lugar, la estructura bastante precisa de los órganos recién formados en el lugar del trasplante indica una regulación embrionaria. Esto significa que el factor de integridad del organismo conduce a la consecución de un buen resultado final a partir de células atípicas en un lugar atípico, como si controlara el proceso. Ajustándolo para lograr este resultado.
Morfogenéticocampos
Morfogénesis- el proceso de formación de estructuras y órganos y la transformación de su forma en el proceso de desarrollo individual de los organismos. Este es sin duda el proceso natural más complejo y ordenado.
En embriología clásica, la morfogénesis suele entenderse como la aparición de estructuras multicelulares. En los cordados, los primeros eventos morfogenéticos visibles (la formación de órganos axiales) se observan durante la neurulación. Sin embargo, debe recordarse que las interacciones inductivas de grupos de células (yemas), que determinan las etapas iniciales de la morfogénesis, se llevan a cabo en las etapas tempranas de blástula y gástrula (ver sección 8.2.8). Por tanto, es legítimo creer que la morfogénesis a nivel supracelular comienza desde la etapa de blástula. Durante el período de gastrulación, así como durante la neurulación, los cambios afectan a todo el embrión. La organogénesis posterior representa procesos cada vez más locales. Se produce una mayor diferenciación secuencial dentro del rudimento de cada uno de los órganos en desarrollo.
Paralelamente a la formación de estructuras multicelulares, se forman elementos celulares y subcelulares. Se produce una citodiferenciación compleja, que se lleva a cabo mediante la actividad coordinada de muchas formaciones intracelulares: la membrana, los microtúbulos y los centros de su organización, el aparato de Golgi y varios otros. Por lo tanto, la diferenciación de las células absorbentes del epitelio de los riñones y los intestinos está asociada con el ensamblaje de potentes haces de microfilamentos de actina que forman la base estructural de las microvellosidades, cuyo tamaño y estructura se caracterizan por una alta precisión (certeza). Además, se produce una reestructuración de las membranas celulares, lo que determina sus futuras propiedades funcionales. Estos procesos, a su vez, van acompañados de la síntesis y organización espacial de macromoléculas, en particular, la formación e integración en el plasmalema de complejos proteicos que proporcionan diversos tipos de transporte de sustancias. Por tanto, la morfogénesis es un proceso dinámico de múltiples niveles que, en última instancia, conduce a la formación de un individuo integrado y equilibrado (completo) de una especie biológica particular.
La morfogénesis como crecimiento y diferenciación celular se refiere a acíclico procesos, es decir no regresa a su estado anterior y en su mayor parte es irreversible. La principal propiedad de los procesos acíclicos es su organización espaciotemporal. El problema de formar la estructura espacial de un organismo en desarrollo es uno de los más complejos en biología.
El sistema de genes que regulan la formación de un órgano o la implementación de un proceso morfogenético específico se organiza según jerárquicoprincipio. Así, durante la ontogénesis, se produce la activación secuencial de ciertos grupos de genes y los productos de genes previamente activados afectan la expresión de los siguientes grupos. En las cascadas de genes hay " genes- caballeros" (" maestro- genes" ), cuya activación inicia el proceso e incluye la expresión de todo un complejo de "genes esclavos" subordinados, que en última instancia conduce a la formación de una determinada estructura.
Biología: libro de texto: en 2 volúmenes / Ed. V.N. Yarygina. - M.; GEOTAR-Media, 2014. - T.1. - 736 p.: enfermo.
Así, el genoma de los organismos contiene información sobre el desarrollo de un individuo de una determinada especie y, además, existen genes cuya expresión puede conducir a la formación de capas germinales, órganos y tejidos específicos. El genotipo del cigoto también contiene alelos de los padres, que tienen la capacidad de materializarse en determinadas características. Sin embargo, se sabe que diferentes niveles de regulación de la expresión genética (recordemos, por ejemplo, el splicing alternativo) conducen al hecho de que la actividad incluso de los mismos genes puede dar como resultado conjuntos completamente diferentes de productos finales y, como consecuencia, una multiplicidad de posibles caminos de desarrollo.
VejezYenvejecimiento
Vejez representa una etapa del desarrollo individual, al alcanzar la cual el cuerpo experimenta cambios naturales en su condición física, apariencia y esfera emocional.
Los cambios seniles se vuelven evidentes y aumentan en el período post-reproductivo de la ontogénesis. Hay edades cronológicas y biológicas (fisiológicas). Según la clasificación moderna, basada en la evaluación de muchos indicadores promedio del estado del cuerpo, de las personas, cronológicos (pasaporte, calendario). ) edad los que alcanzaron entre 60 y 74 años se denominan ancianos, los de 75 a 89 años, los mayores de 90 años, los centenarios. La determinación precisa de la edad biológica se complica por el hecho de que los signos individuales de vejez aparecen en diferentes edades cronológicas y se caracterizan por diferentes tasas de aumento. Además, los cambios relacionados con la edad, incluso en un rasgo, están sujetos a importantes variaciones individuales y de género.
El estado de vejez se alcanza gracias a los cambios que componen el contenido. procesoenvejecimiento. Este proceso cubre todos los niveles de la organización estructural del cuerpo: molecular, subcelular, celular, tisular y órgano. El resultado general de numerosas manifestaciones parciales del envejecimiento a nivel de todo el organismo es una disminución cada vez mayor de la viabilidad de un individuo con la edad, una disminución de la eficacia de los mecanismos homeostáticos adaptativos.
Signos de envejecimiento cordialmente- vascular Los sistemas generalmente se vuelven notorios después de los 40 años. Se observan cambios regulares en las paredes de los vasos sanguíneos: en ellas se depositan lípidos, principalmente colesterol, lo que, junto con otras transformaciones estructurales, reduce la elasticidad y distorsiona las respuestas a diversos estímulos que regulan la circulación sanguínea. Normalmente, el crecimiento de tejido conectivo en las paredes de los vasos sanguíneos y del corazón, reemplazando el tejido muscular activo. Como resultado, la eficiencia del corazón disminuye y se altera el suministro de sangre a tejidos y órganos. Así, el flujo sanguíneo a través de los vasos del cerebro de una persona de 75 años se reduce en un 20% en comparación con una persona de 30 años.
En el corazón de los trastornos funcionales respiratoriosistemas radica en la destrucción de los tabiques interalveolares, lo que reduce la superficie respiratoria, la proliferación de tejido conectivo en los pulmones, lo que reduce la eficiencia del intercambio aerohemático de oxígeno. Como resultado, la capacidad vital de los pulmones disminuye con la edad, que a los 75 años alcanza sólo el 56% del nivel a los 30 años.
Cambio fácilmente perceptible en sistemadigestión es la pérdida de dientes. La eficiencia del funcionamiento de las glándulas digestivas disminuye y las alteraciones en la función motora (motora) de los intestinos a menudo provocan estreñimiento habitual.
La función sufre durante el proceso de envejecimiento. urinariosistemas, la intensidad de la filtración en los glomérulos renales disminuye (en un 31% a los 75 años respecto a los 30 años), así como la reabsorción de sustancias del filtrado en los túbulos renales. El deterioro de la función urinaria se explica por la muerte con la edad de un número importante de nefronas (hasta el 44% del nivel a los 30 años), que son las unidades estructurales y funcionales de los riñones.
Los cambios en el proceso de envejecimiento merecen especial atención sistema muscular y esqueleto. La fuerza de las contracciones de los músculos estriados disminuye, la fatiga se desarrolla más rápidamente y se observa atrofia muscular. La reestructuración de los huesos característica de las personas que envejecen consiste en un adelgazamiento de su sustancia (osteoporosis senil), lo que conduce a una disminución de su fuerza.
Durante el proceso de envejecimiento se producen cambios significativos en el cuerpo. sistema reproductivo. Al mismo tiempo, afectan las dos funciones principales de los órganos principales del sistema mencionado: las gónadas: la producción de gametos y la formación de hormonas sexuales. En las mujeres, la ovogénesis se detiene cuando llegan a la menopausia. La formación de espermatozoides funcionalmente completos en el cuerpo masculino es posible, aparentemente, incluso en la vejez.
Los cambios en el perfil hormonal de las personas debido al deterioro de la función reproductiva son complejos. Existe una opinión generalizada sobre una disminución progresiva de la concentración de testosterona en los hombres con la edad, y en las mujeres, el estradiol y la progesterona, las principales hormonas sexuales masculinas y femeninas. Recordemos que ambos tipos de hormonas son producidas por organismos de ambos sexos, solo que en diferentes cantidades. Estos cambios van acompañados de un aumento de la secreción de estradiol y progesterona en los hombres y de testosterona en las mujeres. Al mismo tiempo, el contenido de hormona folículo estimulante en mujeres de 80 a 90 años es 14 veces mayor y de hormona luteinizante, 5 veces mayor que en mujeres de 20 a 30 años. En las personas mayores, la proporción de estas hormonas pituitarias está muy alterada, lo que es una causa importante de disfunción reproductiva en general. El panorama también se complica por el hecho de que durante el proceso de envejecimiento, la respuesta de los tejidos a las hormonas sexuales cambia debido a una reducción en el número de receptores celulares para ellas.
MANIFESTACIÓN DEL ENVEJECIMIENTO A NIVEL MOLECULAR, SUBCELULAR Y CELULAR
Las manifestaciones moleculares y celulares del envejecimiento son diversas. Consisten en cambios en los indicadores de los flujos de información y energía, el estado de las ultraestructuras de las células diferenciadas y una disminución en la intensidad de la proliferación celular.
Los cambios son importantes durante el envejecimiento energía corporal, en particular, desde hace tiempo se ha observado una relación inversa entre la esperanza de vida de los animales de diversas especies y la tasa metabólica específica. Hay un concepto especial. potencial de vida energética, reflejando la cantidad total de energía gastada durante la vida. Su valor para los mamíferos (excepto los primates) es de aproximadamente 924 kJ/g, para la mayoría de los primates - 1924 kJ/g, lémures, monos capuchinos y humanos - 3280 kJ/g de peso corporal. Los cambios en el flujo de energía durante el proceso de envejecimiento consisten en una disminución del número de mitocondrias en las células, así como una disminución de la eficiencia de su funcionamiento. Así, en ratas adultas, la cantidad de oxígeno consumida por 1 mg de proteína mitocondrial es más de 1,5 veces mayor que en animales viejos. Una propiedad importante de un organismo que envejece es un cambio en los procesos de suministro de energía de las funciones de la relación entre la respiración de los tejidos y la glucólisis (una vía de formación de ATP sin oxígeno) a favor de esta última. Los cambios en el proceso de envejecimiento de la ultraestructura celular afectan a casi todos los orgánulos, tanto generales como especiales.
Listaliteratura
El resumen está basado en el libro de texto "Regulación de la ontogénesis".
Candidato de Ciencias Biológicas, Profesor Asociado T.V. Soltys
1. Biología: libro de texto: en 2 volúmenes / Ed. V.N. Yarygina. - M.; GEOTAR-Media, 2014. - T.1. - 736 p.: enfermo.
2. Biología. Guía de ejercicios prácticos: manual de formación. Markina V.V., Oborotistov Yu.D., Lisatova N.G. y otros / Ed. V.V. Marquina. 2010. -
3. Biología: libro de texto: en 2 volúmenes / Ed. V.N. Yarygina. - M.; GEOTAR-Media, 2014. - T.1. - 736 p.: enfermo.
4. Fisiología y fundamentos de anatomía: libro de texto / Ed. AV. Kotova, T.N. Loseva. 2011. - 1056 p. (Serie "Literatura educativa para estudiantes de medicina")
5. Histología, embriología, citología: libro de texto para universidades / Ed. P.EJ. Ulumbekova, Yu.A. Chelysheva - 3ª ed., - M.: GEOTAR-Media, 2012.
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El concepto y significado biológico de las membranas en las células del cuerpo, funciones: estructurales y de barrera. Su importancia en las interacciones entre células. Desmosoma como uno de los tipos de contacto celular, asegurando su interacción y fuerte conexión entre sí.
Teorías de la ontogénesis La ontogénesis es un conjunto de eventos interconectados y determinados cronológicamente que ocurren naturalmente durante el ciclo de vida de un organismo. En cada etapa del desarrollo individual, la información hereditaria se realiza en estrecha interacción con el medio ambiente.
Período embrionario La fecundación es el proceso de fusión de las células germinales, dando lugar a la formación de un cigoto. Fases de la fecundación: - Aproximación del espermatozoide - Aproximación del espermatozoide del óvulo al óvulo - Activación del óvulo - Singamia del óvulo antes de la fecundación Fertilizado. óvulo Óvulo y espermatozoide del molusco Colores de las membranas del ovocito: 1. Brillante 2. Granulada 3 Tejido conectivo (externo)
El período embrionario es el proceso de formación de un embrión de dos y tres capas (gástrula).
Período embrionario Histo y organogénesis Ectodermo Sistema nervioso Epidermis y sus derivados: glándulas sebáceas y sudoríparas, uñas, cabello, cuernos, pezuñas Mucosa del intestino anterior y posterior, mucosa de los órganos respiratorios Endodermo Epitelio del intestino medio, glándulas digestivas Notocorda Órganos respiratorios
Período embrionario Mesodermo Somitas (segmentos) 44 dermatoma miotomo esplancnoto esclerota nefrogonotomo Dermis: la piel misma músculos Cartílago, esqueleto óseo músculos del corazón, epitelio gonadal, corteza suprarrenal Órganos excretores, sistemas circulatorio y linfático
Desarrollo embrionario humano La fragmentación del cigoto humano es desigual, asincrónica 1 - embrioblasto 2 - trofoblasto 3 - blastocele A - dos blastómeros B - Tres blastómeros C - cuatro blastómeros - segundo día D - mórula - tercer día E - sección de la mórula - E - blastocisto temprano - cuarto día F - blastocisto tardío - quinto día Inicio de la implantación - sexto, séptimo día
Genes que regulan el curso de la ontogénesis. Cronógenos: controlan el momento de los eventos. Los primeros cronógenos son genes con efecto materno. Formado en el huevo. Algunos de ellos se transcriben y se crea una gran cantidad de ARNm, que comienza a traducirse inmediatamente después de la fecundación. En 1985 se descubrieron genes que controlan el curso de la ontogénesis. Regulan todos los procesos de escisión antes de la gastrulación.
Genes que regulan el curso de la ontogénesis. En la etapa de gastrulación, comienzan a actuar los genes de organización espacial: estos son los genes propios del cuerpo que controlan los procesos de morfogénesis. Se dividen en genes: Segmentación: responsable de la formación de segmentos. Actúa hasta la última etapa de gástrula. La compartimentación, responsable de la diferenciación de segmentos y la formación de genes homeóticos, garantiza la formación normal de estructuras y su ubicación en el lugar correcto.
Genes homeóticos (HOM) Aseguran el desarrollo de órganos y tejidos en un lugar específico Aseguran el desarrollo de órganos y tejidos en un lugar específico En la estructura de los genes homeóticos se encuentran áreas llamadas HOMEOBOXES. Controlan el funcionamiento de otros genes. Las homeocajas codifican una secuencia de aminoácidos llamada homeodominio.
Determinación - la aparición de diferencias cualitativas entre las partes de un embrión en desarrollo, que predeterminan el destino futuro de estas partes. La determinación precede a la diferenciación y la morfogénesis. Nivel de regulación tejido-órgano Mecanismo:
Regulación embrionaria: proceso de restaurar el desarrollo normal de un embrión o rudimento completo después de su alteración natural o artificial mediante: 1. Eliminación de parte del material 2. Adición de exceso de material 3. Mezclado mediante centrifugación o compresión. Experimentos de Tarkowski y Mintz
G. Drish (1891): el fenómeno de la regulación embrionaria. ¡La ontogénesis es un proceso integral y NO una simple suma de vínculos inequívocos de causa y efecto! Las potencias son las posibilidades máximas de los elementos del embrión que podrían realizarse. Normalmente uno de ellos se realiza y el resto se puede identificar en un experimento. Totipotencia – potencia amplia. La capacidad de una célula para crear un organismo completo.
Literatura recomendada - Obligatorio - Obligatorio 1. Biología: libro de texto: en 2 libros / ed. V.N. Yarygina.- M.: Escuela superior, Biología: libro de texto: en 2 libros / ed. V.N. Yarygina.- M.: Escuela superior, Adicional - Adicional 1. Biología: libro de texto / ed. NEVADA. Chebyshev.- M.: GOU VUNMC Ministerio de Salud de la Federación de Rusia, Biología: libro de texto / ed. NEVADA. Chebyshev.- M.: Institución educativa estatal VUNMC Ministerio de Salud de la Federación de Rusia, Biología: biología médica, genética y parasitología: libro de texto / A.P. Pekhov.- M.: GEOTAR - Medios, Biología: biología médica, genética y parasitología: libro de texto / A.P. Pekhov.- M.: GEOTAR - Medios, Recursos electrónicos -Recursos electrónicos IBS KrasSMU IBS KrasGMU MedArt DB MedArt DB Ebsco DB Ebsco DB
Desarrollo metodológico
Lección de laboratorio No. 11 para estudiantes de primer año.
Tema de la lección: "Regulación de la ontogenia".
Completado por un estudiante de primer año.
Instituto Médico
31- _____ grupos
NOMBRE COMPLETO._________________________
_________________________
Surgut, 2010
Propósito de la lección : Estudiar los mecanismos básicos de regulación de la ontogénesis, períodos críticos de la ontogénesis humana; la influencia de factores nocivos sobre el feto y los mecanismos de formación de malformaciones.
Preguntas para la autopreparación de los estudiantes:
Tipos de desarrollo regulatorios y mosaicos, sus diferencias.
¿Cuál es la esencia de la diferenciación celular?
Cómo se regulan las primeras etapas del desarrollo embrionario; ¿Cuándo comienza a funcionar el genoma embrionario?
¿Cuál es la acción de los genes en las primeras etapas del desarrollo?
¿Cómo cambia la potencia genética de los núcleos celulares durante el desarrollo?
¿Cómo se lleva a cabo la regulación genética de la diferenciación?
¿Cuál es la diferencia entre la interacción de las células durante el período de fragmentación, gastrulación y organogénesis?
¿Cuál es el significado del contacto de las blastómeras, a qué conduce su separación?
¿Es posible que un embrión de mamífero se desarrolle a partir de una mezcla de células de dos o tres embriones?
¿Cuáles son las principales formas de interacción celular durante los períodos de organogénesis?
¿Cuál es la esencia de la inducción embrionaria, sus tipos?
¿Cuál es la estructura química de los inductores y su mecanismo de acción?
¿Cuál es la importancia del sistema nervioso en la regulación de la ontogénesis?
¿Cuál es la esencia de la regulación humoral de la ontogénesis, tipos de reguladores?
¿Cuáles son los mecanismos de regulación hormonal en la ontogénesis?
¿Cuál es la importancia de los campos morfogenéticos en la embriogénesis?
¿Cuáles son las posibles vías de acción de los factores ambientales que provocan la alteración de la embriogénesis?
¿Por qué las embriopatías se caracterizan por trastornos más profundos que las fetopatías?
¿Cómo se lleva a cabo la relación entre el cuerpo materno y el feto, cuáles son las consecuencias de su violación?
¿Cuál es la diferencia entre enfermedades congénitas hereditarias y no hereditarias?
¿Qué son las fenocopias?
¿Las alteraciones de qué procesos de la ontogénesis conducen a defectos del desarrollo?
¿Cuáles son los períodos críticos de la embriogénesis?
¿Qué son los teratógenos? ¿Su clasificación, mecanismo de acción?
Tarea para estudiantes.
Trabajo 1. Regulación del desarrollo de los mamíferos placentarios.
Reescribe la tabla. 1.
tabla 1
| Períodos de ontogénesis | Tipos de regulación |
||||||
| genético | interacción de contacto celular | inducción embrionaria | campos morfogenéticos | nervioso | hormonal (hormonas fetales) | factores ambientales |
|
| Progénesis Embriogénesis: Embrión en etapa de escisión Blástula Gástrula Embrión en etapa de organogénesis Embrión durante el período fetal ^
período postembrionario
| + genoma de la madre | ||||||
^ Trabajo 2. Regulación genética del desarrollo de los organismos.
Los genes regulan y controlan el desarrollo del organismo en todas las etapas de la ontogénesis (Fig. 1).
Arroz. 1. Control genético del desarrollo de los mamíferos [Konyukhov B.V., 1976].
Durante la ovogénesis, los ARN maternos se sintetizan y depositan en el citoplasma del óvulo, que transportan información sobre las proteínas y controlan el desarrollo del embrión desde el cigoto hasta la blástula. Los genes del embrión comienzan a funcionar en los vertebrados en diferentes etapas de escisión (por ejemplo, en humanos en la etapa de dos blastómeros) y los productos de su actividad comienzan a regular el desarrollo del embrión. Por tanto, las primeras etapas del desarrollo están reguladas por genes maternos y de línea germinal. A partir de la etapa de gástrula en los vertebrados, el desarrollo del organismo está regulado únicamente por los productos de la actividad de los propios genes del embrión.
La regulación de la expresión genética durante el desarrollo de los organismos se lleva a cabo en todas las etapas de la síntesis de proteínas, tanto por el tipo de inducción como por el tipo de represión, y el control a nivel de transcripción determina el tiempo de funcionamiento y la naturaleza de la transcripción de un gen dado.
Discuta algunos patrones de regulación genética a nivel transcripcional (Fig. 2). Bosquejo del modelo 1.
Arroz. 2. Regulación genética a nivel de transcripción.
A - modelo 1: inducción embrionaria en cascada; b - modelo 2: represión por el producto final; c - modelo 3: regulación de la expresión génica por varios genes reguladores; d - modelo 4: regulación de varios grupos de genes estructurales por un gen.
Designado:
C – gen sensor;
I – gen integrador;
P – promotor;
SG – genes estructurales;
O – inductor;
Δ – represor.
Modelo 1. Inducción embrionaria en cascada (Fig. 2, a).
El inductor 1 interactúa con el gen sensor (C), activando el gen integrador (I), cuyo producto actúa a través del promotor (P) sobre los genes estructurales (SG 1, SG 2 y SG 3). A su vez, el producto de la actividad de SG 3 es un inductor 2 de los genes estructurales SG 4, SG 5, etc.
Modelo 2. Represión por el producto final (Fig. 2, b).
Los productos de la actividad de los genes estructurales, a su vez, reprimen la actividad del gen que controla la síntesis del inductor 1.
Modelo 3. Regulación de la expresión génica por varios genes reguladores (Fig. 2c).
Los genes estructurales son activados o reprimidos por los productos de la acción de varios genes.
Modelo 4. Regulación de varios grupos de genes estructurales por un gen (Fig. 2d).
Inducción o represión de varios genes estructurales por el producto de la actividad de un gen. Este modelo puede explicar el efecto pleiotrópico de los genes, la influencia de las hormonas sexuales, etc.
^ Trabajo 3. Cromosomas politenos.
Sólo una pequeña parte del genoma participa en la creación de productos específicos de tejido. Los lugares de síntesis activa de ARNm (bocanadas) son claramente visibles en los cromosomas politénicos (gigantes) y representan secciones no retorcidas de cromosomas que forman una estructura menos compacta.
A. Examine la micropreparación bajo un microscopio con gran aumento y dibújela. Etiqueta: 1 - eucromatina, 2 - heterocromatina, 3 - bocanada.
B. Estudio de la Fig. 3 región del cromosoma politeno que sufre hinchazón (según Grossbach, 1973, de Gilbert S., 1994). Dibuja la figura. 3, g.
Arroz. 3. Proceso de puf.
A-d - etapas de formación del puf;
Arroz. 3. Proceso de Poofing (Continuación)
D - resoplando en cromosomas politénicos en dinámica.
Trabajo 4. Capacidad reguladora de los núcleos. Clonación.
En la ontogénesis, durante la diferenciación celular, se produce la expresión selectiva de diferentes partes del genoma y el potencial genético de las células diferenciadas es limitado. Sin embargo, todos los genes se retienen en los núcleos de las células somáticas y, en las condiciones adecuadas, pueden reactivarse y asegurar el desarrollo de un embrión normal. La clonación es el desarrollo de un nuevo organismo que es una copia genética exacta del padre. En las especies que se reproducen sexualmente, la clonación se produce mediante la transferencia de núcleos de una célula somática a un óvulo enucleado. Cuando se clona, un individuo joven es una copia exacta del organismo donante de núcleos de células somáticas. Actualmente, mediante clonación se obtienen animales de diferentes clases, incluidos mamíferos. Resultó que en el proceso de desarrollo, la potencia genética de los núcleos de las células somáticas disminuye y cuanto mayor es el donante de núcleos somáticos, menor es el porcentaje de desarrollo de los individuos clonados. Además, se estableció que la potencia genética de diferentes células de donantes no es la misma.
Estudie los dibujos del trasplante de núcleos tomados de células somáticas en diferentes etapas del desarrollo de la rana (según Gurdon, 1965, de E. Ducard, 1978) (Fig. 4).
^ Fig. 4. Trasplante de núcleos de células somáticas a huevos de rana en diferentes etapas del desarrollo de células donantes.
Trabajo 5. Interacción de blastómeros durante la escisión., (Facultad de medicina).
A. La influencia de la posición de las blastómeras en su diferenciación. La diferenciación de una célula está influenciada por su posición en un lugar determinado del embrión en un momento determinado. En los animales placentarios, hasta completar la etapa de ocho células, los diferentes blastómeros no se diferencian entre sí en morfología, bioquímica y potencia. Sin embargo, la compactación (uniendo y aumentando el contacto de los blastómeros con la formación de una bola celular compacta) conduce a la formación de células externas e internas, que difieren marcadamente en sus propiedades. Las células externas forman el trofoblasto y las internas forman el embrión. La experiencia con el trasplante de blastómeros muestra que la formación de trofoblastos o células embrionarias a partir de blastómeros está determinada por el lugar donde termina la célula: en la superficie o dentro de un grupo de células.
Estudio de fig. 5, y trasplante de blastómeros en embriones de ratón [Mints B., 1970; Hillman et al., 1972].
Arroz. 5. Interacción de blastómeros durante la escisión.
A - trasplante de blastómeros a embriones de ratón; b - conexión de blastómeros en embriones de ratón: 1 - embrión, 2 - trofoblasto; c - mecanismos de formación de gemelos idénticos y deformidades de los gemelos en humanos: 1 - células internas del blastocisto; 2 - cavidad del blastocisto; 3 - embrión; 4 - cavidad del amnios; 5 - cavidad corional; 6 - gemelos no completamente separados.
b. La influencia del contacto de blastómeros en el desarrollo embrionario. La formación de gemelos idénticos y deformidades gemelas en humanos.
Cuando se mantiene el contacto total de las blastómeras, se desarrolla un organismo. Además, un organismo se desarrolla cuando se combinan las blastómeras de varios embriones. Después de una exposición especial, los blastómeros de varios embriones de cuatro células pueden unirse para formar una mórula común. Por ejemplo, si se combinan los blastómeros de embriones de tres líneas diferentes con colores contrastantes (blanco, negro y rojo), se forma una mórula, a partir de la cual se desarrollan ratones con áreas de piel de diferentes colores. Esto se debe a la mezcla de blastómeros de embriones de diferentes cepas de ratones, algunos de los cuales entraron en la formación del embrión, lo que indica que el material hereditario de los blastómeros no está mezclado.
Estudio de fig. 5, b - conexión de blastómeros en embriones [Gilbert S, 1993].
La pérdida de contacto entre blastómeros cambia su destino. La separación de células embrionarias en las primeras etapas de desarrollo conduce a la formación de gemelos idénticos, ya que los primeros blastómeros son totipotentes. La separación incompleta de las células embrionarias conduce a la aparición de deformidades gemelas, que pueden ocurrir en diferentes especies de invertebrados, vertebrados y humanos.
Mire las diapositivas, tablas e imágenes con ejemplos de deformidades de gemelos en diferentes especies de animales y humanos.
Estudio de fig. 5, c, que muestra el mecanismo de formación de gemelos idénticos y deformidades de los gemelos en humanos [de: Gilbert S., 1993, revisado].
Arroz. 5. Continuación.
En aproximadamente el 33% de los casos, la separación de los blastómeros ocurre antes de la formación del trofoblasto. Los gemelos tienen su propio corion y amnios.
La separación de blastómeros después de la formación del trofoblasto pero antes de la formación del amnios ocurre en aproximadamente el 66% de los casos. Los gemelos tienen sus propias membranas amnióticas, pero están ubicadas en un corion común.
La separación de las blastómeras después de la formación del amnios ocurre raramente, en un pequeño porcentaje de los casos. Los gemelos comparten el mismo amnios y corion.
Separación incompleta de células embrionarias. Los gemelos tienen partes comunes del cuerpo (deformidad de los gemelos).
Trabajo 6. Procesos celulares durante los periodos de gastrulación y organogénesis.
Estudia la tabla. 2, figura. 6 y 7, portaobjetos y preparaciones sobre embriogénesis animal. Reescribe la tabla.
Arroz. 6. Etapas sucesivas de formación facial (vista frontal). a - embrión de 4 semanas (3,5 mm); b - embrión de 5 semanas (6,5 mm); c - embrión de 5,5 semanas (9 mm); d - embrión de 6 semanas (12 mm); d - embrión de 7 semanas (19 mm); e - embrión de 8 semanas (28 mm). 1 - prominencia frontal; 2 - placoda olfativa; 3 - fosa nasal; 4 - placa bucal; 5 - apertura de la boca; 6 - proceso maxilar; 7 - arco mandibular; 8 - arco hioides; 9 - apófisis nasal medial; 10 - apófisis nasal lateral; 11 - surco nasolagrimal; 12 - fisura hiomandibular; 13 - área del filtrum formada por los procesos nasales mediales fusionados; 14 - oído externo; 15 - tubérculos auditivos alrededor de la fisura hiomandibular; 16 - hueso hioides; 17 - cartílagos de la laringe.
Tabla 2
| Formas de interacciones celulares. | Formación de estructuras normales (ejemplos) | Consecuencias de las alteraciones en las interacciones intercelulares (ejemplos) |
| ^ Movimientos celulares Proliferación celular selectiva Muerte celular selectiva Adhesión celular Condensaciones celulares | El movimiento de las células durante la gastrulación, durante la formación del tubo neural, durante el movimiento de las células germinales primarias. Formación de los rudimentos de órganos individuales. Separación de dedos, muerte de células epiteliales durante la fusión de primordios palatinos y procesos nasales. Muerte de células neuroepiteliales durante la formación del tubo neural. Formación del tubo neural a partir de la placa neural, fusión de los rudimentos de las estructuras faciales (apófisis palatinas, apófisis nasales entre sí y con las apófisis maxilares). Formación de yemas de las extremidades. | Violación de la formación de la gástrula, tubo neural; alteración de la estructura, cambio en el número o ausencia de gónadas. Ausencia de un órgano o de su parte. Sindactilia, fisura del paladar duro, fisura del labio duro, cara, espina bífida. Espina bífida, hendiduras del paladar duro, labio superior, cara. Miembros faltantes, miembros extra. |
Arroz. 7. Desarrollo del paladar en el embrión de cerdo [Carlson B., 1983].
A-d - etapas de desarrollo del paladar secundario (preparación del techo de la cavidad bucal, x 5); e, f (secciones transversales que ilustran antes y después del descenso de la lengua, 1 - labio superior; 2 - apófisis palatina media; 3 - apófisis palatina lateral; 4 - tabique nasal; 5 - lengua; 6 - sutura del paladar.
Trabajo 7. Inducción embrionaria.
Desmontar el arroz. 8, a, b, dibuja y etiqueta las estructuras principales.
Arroz. 8. Inducción embrionaria de riñón y diente en mamíferos, a - desarrollo de riñones: 1 - preferencia. 2 - canal mesonéfrico, 3 - mesénquima del riñón primario, 4 - riñón primario, 5 - crecimiento del uréter del riñón secundario, 6 - mesénquima del riñón secundario, 7 - rudimento del riñón secundario, → inducción; b - primeras etapas del desarrollo de los dientes: I - encías de la mandíbula inferior (vista superior): II - sección transversal de las encías; III-VI - etapas del desarrollo del diente: 1 - cresta gingival, 2 - placa dental, 3 - papilas dentales mesodérmicas, 4 - rudimento del órgano del esmalte, 5 - ameloblastos, 6 - rudimento del esmalte, 7 - odontoblastos, 8 - rudimento de la dentina, 9 - rudimento pulpar, 10 - esmalte, 11 - dentina; → inducción; ↔ − inducción mutua.
^ Facultad de medicina :
A. Inducción embrionaria, que determina el desarrollo de los riñones en los mamíferos (Fig. 8, a).
El canal mesonéfrico (de Wolff) induce la formación de la yema primaria. El crecimiento del uréter a partir del canal mesonéfrico induce la formación de una yema secundaria, que a su vez favorece el crecimiento del uréter. El mesénquima metanefrogénico induce la ramificación del uréter. El epitelio ramificado del uréter induce al mesénquima a formar túbulos renales.
^ Facultad de Odontología
B. Inducción embrionaria, que determina el desarrollo de los dientes en los mamíferos (Fig. 8, b) [Dyukar E., 1978].
El primer rudimento de los dientes: la placa dental, una franja engrosada de ectodermo a lo largo de la cresta de la encía, se desarrolla independientemente del mesodermo. Debajo de la placa dental aparecen varias papilas dentales mesodérmicas, que inducen la formación de rudimentos del órgano del esmalte a partir del ectodermo (cuando se eliminan las papilas mesodérmicas, no se forman los rudimentos del órgano del esmalte). La inducción mutua entre el órgano del esmalte y la papila dental mesodérmica da como resultado la formación de células que forman esmalte, dentina y pulpa. En la siguiente etapa de diferenciación, el esmalte y la dentina emergentes influyen mutuamente en su desarrollo.
Trabajo 8. La relación entre el sistema nervioso y el órgano inervado por él en la ontogénesis.
La interacción entre los centros del sistema nervioso central y los órganos inervados se establece en las primeras etapas de la embriogénesis, y estas estructuras se estimulan mutuamente el desarrollo de otras. La ausencia de nervios periféricos o su daño (por ejemplo, por fármacos, toxinas de toxoplasma, etc.) provoca una alteración en la formación de las estructuras que inervan. Por ejemplo, en Europa nacieron varios centenares de niños sin extremidades, cuyas madres tomaron el somnífero talidomida durante el embarazo.
En el período posnatal se mantiene la relación entre el sistema nervioso y los órganos inervados. Las lesiones de nacimiento en el cerebro y los nervios periféricos provocan no solo parálisis, sino también atrofia muscular y retraso en el crecimiento de las extremidades correspondientes o hipotrofia unilateral de las estructuras faciales (con parálisis congénita de los nervios craneales VI-VII). Los movimientos pasivos (se han creado dispositivos especiales para esto), el masaje y la estimulación fisioterapéutica de los órganos inervados ayudan a restaurar las estructuras dañadas del cerebro y la médula espinal.
En la neurofibromatosis (un tipo de herencia autosómica dominante), se desarrollan tumores de los nervios periféricos. Si la enfermedad comienza en la primera infancia, en el lado del cuerpo donde se desarrollan los tumores, se produce hipertrofia de huesos y tejidos blandos. Por ejemplo, se desarrolla dismorfosis facial (desarrollo asimétrico y desproporcionado de las estructuras que forman la cara).
Se ha establecido que en la primera infancia los juegos que favorecen el movimiento de las manos, especialmente las formas de actividad pequeñas y precisas, estimulan el desarrollo de las estructuras cerebrales, incluido el desarrollo de la inteligencia.
Analizar diseños experimentales para estudiar la relación entre centros nerviosos y órganos inervados.
La extirpación del nervio del lado izquierdo del ajolote fetal dio como resultado la ausencia de una extremidad en el lado operado del cuerpo. La ausencia de una extremidad puede deberse a la acción de teratógenos neurotrópicos (toxinas de toxoplasmosis, talidomida, etc.) (Fig. 9, a).
La eliminación de la yema de la extremidad del embrión de ajolote conduce a una disminución en el tamaño de los ganglios y los cuernos de la sustancia gris de la médula espinal en el lado operado (Fig. 9, b).
Arroz. 9. La relación entre los centros nerviosos y los órganos inervados [Dyukar E., 1978, según enmendada].
A - la influencia de los nervios espinales en el desarrollo de una extremidad: 1 - médula espinal, 2 - nervio espinal que inerva la extremidad, 3 - ganglio dorsal, 4 - extremidad; b - la influencia de la yema de la extremidad en el desarrollo de los segmentos de la médula espinal (entorno transversal de un embrión de ajolote al que se le ha extraído la yema de la extremidad: 1 - ganglio dorsal, 2 - nervio espinal, 3 - cuernos dorsales de la sustancia gris de la médula espinal , 4 - cuernos ventrales de la sustancia gris de la médula espinal.
Trabajo 9. Regulación hormonal de la ontogénesis en mamíferos placentarios.
Estudia desde la mesa. 3 influencia de las hormonas en los procesos de desarrollo del cuerpo.
Tabla 3
| Fuente de educación Hormona | hormonas | Efectos principales |
| hipotálamo Pituitaria ^ Epífisis (cuerpo pineal) Glándula tiroides Páncreas Glándulas suprarrenales Ovarios: folículos cuerpo lúteo Placenta Testículos timo | liberianos GnRH hormona somatrópica Hormona(s) estimulante(s) de la tiroides Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) Gonadotropinas: A) hormona folículo estimulante (FSH) B) hormona luteinizante B) prolactina (hormona luteotrópica - LTG) Melatonina (sintetizada por la noche) Serotonina (sintetizada durante el día) tiroxina Insulina Cortisol Estrógenos Progesterona Progesterona Somatomamotropina coriónica humana (hormona del crecimiento placentario) Testosterona Factor inhibidor del conducto paramesonéfrico dihidrotestosterona timosina | En la embriogénesis temprana, las hormonas hipotalámicas influyen en la diferenciación y migración de las neuronas. En la embriogénesis tardía y en el período posnatal, regulan indirectamente el desarrollo al cambiar la síntesis de hormonas pituitarias. Fortalece la síntesis de hormonas adenohipófisis. Inhibe la síntesis de hormonas adenohipófisis. Determina el momento de la pubertad y la naturaleza del comportamiento sexual. Mejora la proliferación celular y la síntesis de proteínas. En el período posnatal regula el crecimiento. Acelera el crecimiento y diferenciación de las células tiroideas. Estimula el crecimiento suprarrenal y la producción de esteroides. Mejoran la proliferación de células madre, el crecimiento de folículos en los ovarios, estimulan el crecimiento de túbulos seminíferos y testículos y la formación de hormonas sexuales en las gónadas. Se inicia la gametogénesis. Mantiene el cuerpo lúteo del embarazo en estado activo. Estimula el crecimiento de las glándulas mamarias y la secreción de leche. Regula los ritmos biológicos circadianos, la pubertad y las funciones reproductivas. Las neuronas sensibles a la serotonina regulan el comportamiento, el sueño y los procesos de termorregulación. Regulación de la actividad motora del tracto digestivo. Aumenta la intensidad del metabolismo y la síntesis de proteínas; regula el desarrollo del cerebro, el crecimiento y las proporciones corporales. Necesario para el desarrollo normal de los derivados de la piel. Inicia la diferenciación de la glándula mamaria. Mejora la proliferación. Necesario para el desarrollo normal de muchos órganos en las últimas etapas de la ontogénesis. Estimula las últimas etapas de diferenciación de las glándulas mamarias. Estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios femeninos; promover la proliferación y secreción en las células epiteliales uterinas; cambios iniciales en las glándulas mamarias. Preservación del embarazo; Mayor diferenciación de las glándulas mamarias. Mayor proliferación del epitelio uterino y preservación del embarazo; Mayor diferenciación de las glándulas mamarias. Una acción similar a la de la hormona del crecimiento y la prolactina hipofisaria. Determina el desarrollo del tracto reproductivo masculino, los testículos, los caracteres sexuales secundarios y la función hormonal del hipotálamo (en la embriogénesis), inhibe el desarrollo de las glándulas mamarias y regula el crecimiento corporal. Regresión de los conductos müllerianos paramesonéfricos. Desarrollo de la próstata, pene, escroto. Proliferación de linfocitos T. |
Trabajo 10. Impacto de factores ambientales nocivos en el embrión.
Estudie la tabla 4, desmonte y esboce el diagrama 1, dé ejemplos de daño directo e indirecto al embrión.
Tabla 4
| Factores | Mecanismos básicos de violaciones. | Embriones y fetopatías |
| I. Desnutrición materna 1. Hambre y desnutrición 2. Deficiencia de proteínas 3. Deficiencia de vitaminas (a menudo sin hipovitaminosis en la madre): vitamina a vitamina B2 vitamina C vitamina E ácido fólico 4. Exceso de vitaminas: vitamina a vitamina C ^ II. Enfermedades maternas
4. Anemia 5. Diabetes mellitus 6. Tirotoxicosis 7.Patología de las glándulas suprarrenales. 8. Conflicto inmunológico (según el factor Rh y el sistema AB0; con mayor frecuencia incompatibles: 0 - A, 0 - B, A - B, B - A, combinaciones de grupos sanguíneos materno y fetal) III. Infecciones intrauterinas 1.virus de la rubéola 2. Virus de la influenza 3. Virus de la polio 4. Hepatitis viral (enfermedad de Botkin) toxoplasmosis ^ IV. Radiación ionizante V. La influencia de los compuestos químicos, incluidas sustancias medicinales (más de 600 compuestos) Alcohol | Violación del trofismo del embrión. Trastorno metabólico en el feto. Alteración de los procesos redox en el epitelio. Alteración del crecimiento, formación de enzimas de oxidación biológica. Violación de procesos de oxidación, formación de tejido conectivo, biosíntesis. Alteración de la oxidación de grasas, dando lugar a la aparición de productos tóxicos. Violación de la síntesis de varios aminoácidos y grupos metilo. Violación del crecimiento, procesos redox. Hipoxia, alteraciones tróficas, cambios distróficos en la placenta. Hipoxia, alteraciones tróficas, cambios distróficos en la placenta. Hipoxia, alteración de la circulación úteroplacentaria, trastornos morfofuncionales de la placenta. Se altera el transporte de oxígeno al feto, se produce deficiencia de hierro y cambios morfológicos en la placenta. Cambios hormonales, hiperglucemia y cetoacidosis, deterioro de la circulación úteroplacentaria, cambios patológicos en la placenta. Aumento de la secreción de hormonas tiroideas. Falta o exceso de hormonas suprarrenales. Los anticuerpos Rh penetran la placenta. Penetración de anticuerpos isoinmunes A y B incompletos a través de la placenta, que provocan hemólisis de los glóbulos rojos fetales. La bilirrubina indirecta liberada es una fuerte toxina tisular. Infección del embrión, especialmente en los primeros tres meses de desarrollo. Infección del feto, intoxicación del cuerpo de la madre, hipertermia, alteración de la circulación úteroplacentaria. El virus atraviesa la placenta y causa enfermedad. Cambios patológicos en el cuerpo materno, cambios en la placenta. Daño al embrión por radiación penetrante y productos tóxicos de los tejidos dañados. Efecto directo sobre el embrión. Violación de la estructura y función de la placenta. Cambios patológicos en el cuerpo materno. Efecto tóxico directo sobre el feto, la placenta y el cuerpo de la madre. Daño a gametos, mutaciones generativas. Efecto tóxico directo. | Hipotrofia fetal, diversas anomalías del desarrollo, principalmente del sistema nervioso central, muerte fetal, niños debilitados y propensos a enfermedades. Defectos de los órganos de la visión y del sistema genitourinario. Deformaciones de las extremidades, paladar hendido, hidronefrosis, hidrocefalia, anomalías cardíacas, etc. Es posible la muerte del embrión y el aborto espontáneo. Anomalías del cerebro, ojos, esqueleto. Defectos cardíacos y vasculares. Paladar hendido, anencefalia. La probabilidad de aborto espontáneo aumenta. Hipotrofia fetal, inmadurez funcional, anomalías de órganos y sistemas, principalmente cardiovasculares. Las enfermedades alérgicas infecciosas y los trastornos del sistema nervioso son comunes en los niños. Hipotrofia fetal. Defectos del desarrollo, principalmente del corazón y los vasos sanguíneos. Hipotrofia fetal, trastornos del sistema cardiovascular. Mayor incidencia en niños. Muerte fetal, trastornos del sistema nervioso central, anemia en niños. Muerte fetal, fetos prematuros, inmaduros con aumento de peso, inmadurez funcional del páncreas, pulmones y, con menos frecuencia, cambios en la glándula tiroides y los riñones. Se producen anencefalia, hidronefrosis y otros trastornos del sistema nervioso central. Violación de la formación del sistema nervioso central, la glándula tiroides y, en menor medida, otras glándulas endocrinas. Con menos frecuencia, anomalías del sistema cardiovascular, musculoesquelético, reproductivo, etc. Inferioridad funcional de las glándulas suprarrenales. Enfermedad hemolítica del feto y del recién nacido. Anomalías del corazón, cerebro, audición, visión, etc. Anomalías de los órganos genitales, cataratas, labio hendido. Polio congénita. Deformidades en diferentes etapas de desarrollo. Hepatitis viral congénita complicada con cirrosis hepática; retraso en el desarrollo. Deformidades del cerebro, ojos, extremidades, paladar hendido, defectos cardíacos, enfermedades de los órganos endocrinos. Enfermedad congénita por radiación. Muy a menudo parálisis del sistema nervioso. Puede haber anomalías en los ojos, vasos sanguíneos, pulmones, hígado, órganos genitourinarios y extremidades. Diversas malformaciones según la sustancia, dosis y momento de ingreso. Hipotrofia, tendencia de los niños a las enfermedades respiratorias. Retraso mental, enfermedades mentales, defectos cardíacos, epilepsia, alcoholismo fetal. |
Esquema 1. Impacto de factores ambientales nocivos en el embrión.
Trabajo 11. Períodos críticos en la ontogénesis humana.
Estudia y reescribe la tabla. 5.
Tabla 5
| Períodos de ontogénesis humana. | Períodos críticos | Posibles trastornos del desarrollo. |
| Preimplantación e implantación. El período de histo y organogénesis y el comienzo de la placentación. Período perinatal (parto) Periodo del recién nacido Adolescente (puberal) Climatérico | Para todo el embrión Para diferentes órganos y sistemas no coinciden en el tiempo. Para todo el cuerpo y órganos y sistemas individuales. Para todo el cuerpo y órganos y sistemas individuales. Para todo el cuerpo y órganos y sistemas individuales. | Muerte del embrión Deformidades gemelas Enfermedades hereditarias Defectos y anomalías en el desarrollo de diversos órganos y sistemas, muerte del embrión. Trauma, parálisis cerebral, demencia, muerte. Alta probabilidad de sobrecalentamiento, hipotermia, patología de diversos organismos y sistemas, infecciones inespecíficas y muerte. Existe un mayor riesgo de enfermedades no hereditarias, trastornos metabólicos, trastornos del comportamiento adolescente, vulnerabilidad mental y agresividad. Aumenta la mortalidad Aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades somáticas y mentales y aumenta la incidencia de tumores. Aumenta la tasa de mortalidad |
^ Trabajo 12. Clasificación y mecanismos de formación de defectos del desarrollo.
Estudiar y reescribir información sobre la clasificación de los mecanismos de formación de defectos del desarrollo.
^ I. Basado en la etiología.
1. Hereditario: a) mutaciones generativas (enfermedades hereditarias); b) mutaciones en el cigoto y blastómeros (enfermedades hereditarias, mosaicismo).
2. No hereditario: a) violación de la implementación de información genética (fenocopia); b) alteración de la interacción de células y tejidos; malformaciones de órganos y tejidos (teratomas, quistes); c) mutaciones somáticas (tumores congénitos).
3. Multifactorial.
II. Según el período de ontogénesis.
Gametopatías: a) hereditario; b) no hereditario (sobremaduración de los gametos).
Blastopatía hasta el día 15; a) enfermedades hereditarias (mosaicismo: el embrión está formado por células con un conjunto de cromosomas normal y atípico); b) no hereditario (deformidades gemelas, ciclopía, sirenomelia).
Embriopatías hasta el final de la octava semana: la mayoría de los defectos del desarrollo, defectos causados por la acción de teratógenos.
Fenopatías a partir de 9 semanas antes de dar a luz. Los defectos de este grupo son raros: restos de estructuras embrionarias (persistencia); preservación de la disposición original de los órganos, por ejemplo criptorquidia; subdesarrollo de órganos individuales o de todo el feto, desviaciones en el desarrollo de órganos.
^ Vicios, emergente en postnatal período (ocurren con menos frecuencia que los defectos anteriores y son causados por lesiones o enfermedades).
Control del nivel final de conocimientos:
Tareas de prueba
1. Elija una respuesta correcta.
^ LA ENSEÑANZA SOBRE EL DESARROLLO EMBRIATAL DE LOS ORGANISMOS POR FORMACIÓN CONSECUENCIAL DE NUEVAS ESTRUCTURAS SE DENOMINA:
Preformismo.
Epigénesis.
Transformismo.
Vitalismo.
2. Elija una respuesta correcta.
^ LA REGULACIÓN GENÉTICA DE LA ONTOGÉNESIS EN VERTEBRADOS SE REALIZA POR:
1. Reducir el número de genes durante el desarrollo.
2. Represión genética.
3. Desrepresión genética.
4. Desrepresión y represión genética.
3. Elija una respuesta correcta.
^
DURANTE LA CLONACIÓN, LOS GENES REGULAN EL DESARROLLO DEL EMBRIÓN:
Esperma.
Óvulos.
Esperma y óvulo.
Célula somatica.
4. Elija una respuesta correcta.
^ COMO RESULTADO SE FORMAN LOS GEMELOS IZOGNICOS;
Separación de células embrionarias en la etapa de gástrula.
Separación de células embrionarias en la etapa de diferenciación de la capa germinal.
Divergencia completa de blastómeros.
Divergencia incompleta de blastómeros.
^
CUANDO SE FORMA EL TUBO NEURAL OCURRE LO siguiente:
Proliferación celular selectiva.
Condensación de células mesodérmicas.
Muerte celular selectiva.
Adhesión celular.
6. Elija una respuesta correcta.
^
LA INDUCCIÓN EMBRIONAL COMIENZA A REGULAR EL DESARROLLO DE LOS VERTEBRADOS DURANTE EL PERIODO:
Aplastante.
Gastrulación temprana.
Neurulación.
Organogénesis.
7. Elija varias respuestas correctas.
^ LA ETAPA DE DIFERENCIACIÓN CELULAR DEPENDIENTE SE CARACTERIZA POR:
Aumento de la sensibilidad a la acción de los inductores.
Disminución de la sensibilidad a la acción de los inductores.
Falta de capacidad para transdiferenciar.
La capacidad de transdiferenciar.
^
LA REGULACIÓN HORMONAL DEL DESARROLLO EN MAMÍFEROS COMIENZA EN EL PERIODO:
Gastrulación.
Aplastante.
Histo y organogénesis.
Fetal.
9. Elija varias respuestas correctas.
^
LA MAYOR SENSIBILIDAD DE LOS ÓRGANOS FETALES AL EFECTO DEL TERATÓGENO DURANTE LOS PERÍODOS:
Rudimentos de órganos.
Colocación de nuevas estructuras de órganos.
Diferenciación de células de órganos.
Crecimiento de órganos.
10. Partido.
^ MALFORMACIONES DEL DESARROLLO: MECANISMOS DE VENACIÓN:
Hereditario. a) mutaciones generativas;
No hereditario. b) mutaciones en blastómeros;
D) alteración de las funciones genéticas;
D) violación de la formación de órganos.
Términos:
Adhesión, muerte biológica, estado adulto, regulación humoral de la ontogénesis, estructuras definitivas de órganos, período prerreproductivo, embrión, membranas germinales, período crítico de desarrollo, períodos críticos de embriogénesis, desarrollo larval, desarrollo de un organismo sexualmente maduro, período reproductivo , período post-reproductivo, pubertad, desarrollo directo, desarrollo indirecto (desarrollo con metamorfosis), sirenomelia, envejecimiento, ciclopía, período juvenil, inducción embrionaria.
Literatura principal
1. Biología / Ed. V.N. Yarygina. - M.: Escuela Superior, 2001. - Libro. 1. - págs.150, 280-282, 294-295, 297-298, 317-368, 372, 409-418.
2. Pejov A.P. Biología y genética general. - M.: Editorial RUDN, 1993. - P. 166, 201-219.
literatura adicional
1. Ghazaryan K.G., Belousov M.V. Biología del desarrollo individual de los animales. - M.: Escuela Superior, 1983.
2. Gilbert S. Biología desarrollada. - M.: Mir, 19^9.3, vol. 1994, volumen 2; 1995, volumen 3.
farmacognosia
Conferencia
PRINCIPIOS Y
MECANISMOS
REGLAMENTOS
ONTOGENESIS
Profesor asociado DEGERMENDZHI N.N. Preguntas:
Niveles de regulación
ontogenia
Determinación de la ontogenia,
inducción embrionaria
Mecanismos genéticos y celulares.
regulación de la ontogénesis
Niveles de regulación de la ontogenia.
La ontogénesis es la totalidad.interconectados y cronológicos
eventos deterministas en el proceso
la implementación del cuerpo de vital
ciclo. En cada etapa del individuo
se está implementando el desarrollo
información hereditaria en detalle
interacción con el medio ambiente
Niveles de regulación de la ontogenia.
GenéticoCelular
Orgánico
genes,
regular
curso de ontogénesis
Celular
mecanismos
Neurohumoral
regulación
Niveles de regulación de la ontogenia.
periodo proembrinalAmplificación genética-
formación de copias de genes,
eso lleva a
aparición
secciones repetidas
ADN y aumento de volumen.
genoma.
Niveles de regulación de la ontogenia.
periodo proembrinalSegregación ooplásmica –
organización específica del huevo,
en el que en los huevos antes
ocurre la fertilización
movimiento del citoplasma. Y en
diferentes partes de la composición del citoplasma
varios: en el polo animal
La concentración de ARN aumenta y
glucógeno, a lo largo del ecuador -
ácido ascórbico
Formación y acumulación en el citoplasma.
nutrientes
Niveles de regulación de la ontogenia.
periodo embrionarioLa determinación es emergencia.
diferencias cualitativas entre partes
de un organismo en desarrollo, predetermina
futuro destino de estas partes antes
surgen diferencias morfológicas entre
a ellos
Potencias: las capacidades máximas de los elementos.
embrión. Normalmente se implementa uno de ellos.
Determinación
periodo embrionarioTotipotencia –
igualmente hereditario
ness. Germen
tiene ancho
potencia
determinación lábil
el embrión tiene blastómeros
comportarse durante el trasplante
según el lugar
trasplantes
Determinación
determinación lábilExperimentos de Tarkowski y Mintz
Determinación
Determinación estable –rudimentos embrionarios
determinado y dar lugar
autoridades sin importar la ubicación
trasplantes
Determinación
Determinación estableDeterminación
Desarrollo de alcantarilladoInducción embrionaria
Es la interacción de las partes.embrión en desarrollo, mientras
un área del embrión afecta
el destino de otro
La experiencia de Spemann EMBRIONAL
INDUCCIÓN
– esta es la influencia de un grupo de células embrionarias
para diferenciación cercana
células localizadas
- esta es la influencia de algunos rudimentos en
otros usando asignado
células de sustancias reguladoras G. Drish (1891) - fenómeno
regulación embrionaria
La ontogénesis es holística
proceso, NO simple
suma de un solo dígito
causa y efecto
¡Enlaces! cordomesodermal
rudimento - primario
embrionario
organizador EMBRIONAL
La INDUCCIÓN se debe
ESPECÍFICO
INDUCTORES
ENCENDER Y APAGAR
BLOQUES DE GENES ALREDEDOR
CELDAS UBICADAS
periodo embrionario
Así, la principalmétodos de embrionario
desarrollo
son: diferenciación,
determinación y todo esto
ocurre en la interconexión de todos
partes del embrión, es decir, integración
En 1985, los genes que controlan el curso de
ontogenia
Cronógenos – control
Regular todos los procesos.
escisión antes de la gastrulación
momento de ocurrencia de los eventos.
Los primeros cronógenos son
genes con efecto materno.
Formado en el huevo cuando
amplificación de genes.
Como resultado, parece
gran cantidad de copias
genes. Algunos
transcrito y creado
una gran cantidad de ARNm,
que comienza
transmitido inmediatamente después
fertilización.
Genes con efecto materno.
Genes del desarrollo embrionario temprano de Drosophila.Distribución del ARN mensajero
Genes que regulan el curso de la ontogénesis.
En la etapa de gastrulación, los genes comienzan a actuar.la organización espacial son propias
genes del organismo.
Se dividen en genes:
Segmentaciones: son responsables de la formación de segmentos.
Actúa hasta la última etapa de gástrula.
Compartimentación – responsable de
diferenciación de segmentos y educación
compartimentos
Genes homeóticos: garantizan la normalidad
formación de estructuras y su ubicación en el lugar adecuado.
Genes de segmentación
Genes de segmentación
Genes de segmentación
Mutaciones de genes de segmentación en Drosophila.Nobel
galardonados 1995:
E. Lewis; A.
Nüsslein-Volhard;
E. Vichois - para
apertura
control genético
temprano
embrionario
desarrollo
Genes homeóticos (HOM)
Proporciona desarrollo de órganos ytejidos en un lugar determinado
Se encuentra en la estructura de los genes homeóticos.
áreas que tienen nucleótidos similares
la secuencia es la llamada
HOMEOBOXES
Secuencia de codificación de homeoboxes
aminoácidos, que se llama HOMEODOMINIO
Genes homeóticos (HOM)
HomeodominioRatón
Rana
ANTENAPEDIA
FUSHITARASU
ULTRABITÓRAX
Tres, glu, arg, gli, ile, lys, ile, tri, fen, gli, asn, arg, arg, met, lys, tyr, lys, lys, asp, glu
Tres, glu, arg, gli, ile, lys, ile, tri, fen, gli, asn, arg, arg, met, lys, tri, lys, lys, glu, asp
Ser, glu, arg, gli, ile, lys, ile, tri, fen, gli, asn, arg, arg, met, lys, ser, lys, lys, asp, arg
Tres, glu, arg, gly, ile, lys, ile, tres, fen, glu, asn, arg, arg, met, lys, lei, lys, lys, glu, ile
El homeodominio es más similar
que homeobox
La homeobox es reconocida por el homeodominio.
Genes homeóticos (HOM)
Mutaciones de genes homeóticos.
Mutaciones de genes homeóticos.
Larva de gusano de sedaMutaciones de genes homeóticos.
Genes homeóticos en humanos.
- Genes del grupo PAX (juegan un papel importanteen el desarrollo del sistema nervioso).
- Genes MSX (con mutación, crecimiento excesivo prematuro de suturas en
cráneo).
- EMX (con mutación – cerebelo hendido)
uno o ambos hemisferios).
- SOX (papel en la determinación primaria del sexo
y etc.
Determinación
Determinación genética del sexo.Ajuste de dedo de zinc
Diagrama de un conjunto de interruptores genéticos.
MorfógenoB
mi
GRAMO
A
C
Morfógeno
F
h
D
Kaufman, 1972
Homología de genes que controlan el desarrollo temprano.
Niveles de regulación de la ontogenia.
Mecanismos genéticosMecanismos celulares
Con efecto maternal
Proliferación
Segmentación
Diferenciación
Compartimentación
homeótico
Clasificación
Moviente
Adhesión
Proliferación
Diferenciación
Clasificación
Moviente
Adhesión
apoptosis
Mecanismos celulares de regulación.
DivisiónGenes - con maternal
efecto
Mecanismos celulares de proliferación.
Gastrulación
Genes – segmentación
Mecanismos celulares de proliferación,
Moviente,
clasificación
Mecanismos celulares de regulación.
Genes: compartimentaciónMecanismos celulares:
Proliferación
Diferenciación
Clasificación
Moviente
Adhesión
Mecanismos celulares de regulación.
En 1987 fueron descubiertos por Edelman.varios grupos de proteínas que determinan
Interacción de las células del embrión.
CAM: determina la interacción de las células en
embrión. Se encuentra en la superficie de las células y
interactúan con las mismas moléculas
células vecinas. Participa en la formación.
uniones estrechas y separadas.
SAM- determinar la relación de las células con
sustrato
CJM – moléculas de contacto celular
Mecanismos celulares de regulación.
Histo y organogénesis.Genes: homeóticos
Mecanismos celulares:
Proliferación
Diferenciación
Clasificación
Moviente
Adhesión
apoptosis
control epigenético
Control epigenético del curso.la ontogenia se lleva a cabo
por los siguientes mecanismos:
Organización de nucleosomas
ADN - proteína
interacciones
Splicing alternativo
metilación del ADN
Imprinting
control epigenético
Morfogénesis determinadagenéticamente, pero
llevado a cabo gracias a
epigenético
interdependencias de las células y
sus complejos.
Distorsión incontrolada
La morfogénesis conduce a
anomalías del desarrollo
(Teratomas). Defectos de nacimiento en las poblaciones.
las personas (1-2%) se dividen en
-
aplasia, agenesia
atresia
hipoplasia
hiperplasia
heterotopía
ninguna unión
persistencia
estenosis
gametopatías
embriopatías Desarrollo del organismo
definir:
-Factores genéticos
-interacción de partes
embrión
- factores externos
ambiente
