Teórica Segmentación

SEGMENTACION
Wolpert L.
Segmentación
Importante para la
formación de las
fibras del huso.
Crítica para la
entrada en M!
Controla la
dicotomía
entre %
mitótica y
diferenciación
.
Fosforila FT que
permiten la s! de
proteínas
necesarias para la
replicación del
ADN
Permite el pasaje de S a
G2
¿Cómo se coordina la segmentación?
-Uniones GAP
-Uniones tight o fuertes
-Moléculas de adhesión
AJ: uniones adherentes
GJIC: uniones GAP
TJ en embrión de mamífero
CSF: c-mos (fosfoproteína) y quinasa 2 (cdk2)
Ca2+ activa calmodulina
Cam PKII
calpaína
-
-
cdk2
C-mos
Evita la
degradación de
ciclina del FPM
Ciclina degradada por
ubiquitinas. Prosigue
meiosis y replica su ADN.
Mecanismo de segmentación
Cariocinesis (% de los núcleos)
Citocinesis (% del citoplasma)
Surco de segmentación: constricción que % al huevo o
cigota en 2 partes durante la telofase. Se forma una
región engrosada: anillo contractil
actina+miosina
Anillo
contractil
Localización de la miosina
Membrana nueva
Que determina el lugar donde se formará el surco:
huso o ásteres?
1) Si se saca el huso con micropipeta : el surco se
forma entre los ásteres remanentes (Hiramoto,
1971).
2) Si se saca un áster no segmentación.
3) Experimento de Rappaport (1961)
Experimento de Rappaport
Si los ásteres están bastante próximos entre sí, su interacción
causa la formación de un surco en ausencia de huso entre ellos
C. elegans
- Relación N/C (en erizo de 1/400 en óvulo a 1/7 en
blástula).
-La tasa de % celular y ubicación de los blastómeros:
* bajo control de proteínas y ARNm almacenados
en el oocito
* naturaleza genética del organismo
* en ciertos grupos depende de la temperatura.
-No todos los embriones segmentan rápidamente (
Drosophila 6000 células en 3 hs., mamífero llega a
blástula en 7 días en humanos, ratón 5 días y 24 hs.
primer surco)
-Tasa de segmentación depende del nivel de S! del ADN
(mamíferos la s! de ADN requiere 12 hs.)
Cambio de control materno a embrionario o
citoplasmático a nuclear
-D! temprano en sistema cerrado. Aumento de células
requiere la S! de ADN e histonas
-Genoma cigótico no funciona (excepto mamíferos y
erizos). Con inhibidores de transcripción (actinomicina D)
sigue la S!. Con puromicina (inhibidor de la traducción) no
S!
- En Xenopus, erizo, estrella de mar y Drosophila
importante la disminución de la relación N/C (embrión
comience a utilizar su propio genoma) (Xenopus en % 12
comienza la transcripción y se adicionan G1 y G2
permitiendo que la célula crezca.
Transición a blástula media (TBM)
Distintos genes comienzan a ser transcriptos. Se incorporan G1 y
G2.
- En erizos y mamíferos no TBM (en erizos ARNm para histonas se
s! en la segmentación . En mamíferos en 2 blastómeros comienza
la transcripción).
- En Drosophila la M! comienza con la desfosforilación del FPM en
15 y 14 de la p34 por acción de la fosfatasa cdc25. El FPM alcanza
para las 7 primeras %. A partir de la 8va la ciclina debe S! de
ARNm almacenados en oocitos. La G2 se adiciona en la 14
(comienzo de la G!). A partir de la %13 se degrada todo el ARNm
almacenado en el oocito. A partir de la 14 la S! de ciclina B y
cdc25 bajo el control del genoma embrionario. G1 se adiciona en
la 17. En la 16 el ARNm para la ciclina E es degradado. A partir de
la s! del ARNm para ciclina E está bajo control embrionario.
- Las células que expresan la proteína Dacapo (inhibidora del
factor ciclina E/cdk2) se diferencian.
Segmentación
- Holobástica o total (Poca o mediana cantidad de
vitelo).
- Meroblástica o parcial ( vitelo abundante y
desigualmente distribuido
Huevo
Segmentación
Blástula
Grupo
Alecítico
Holoblástica
celoblástula
algunos mamíferos
Oligolecítico
Holoblástica radial igual
celoblástula igual
equinodermos (pepino)
Holoblástica radial subigual
celoblástula subigual
amphioxo
Holoblástica radial desigual
celoblástula desigual (ciliada) equinodermos
(erizo)
Holoblástica bilateral igual
celoblástula igual
tunicados
Holoblástica rotacional
celoblástula desigual
mamíferos, ascaris sp.
(blastocisto en mamíferos)
Heterolecítico
Holoblástica espiral
estereoblástula
Holoblástica bilateral desigual
celoblástula desigual anfibios, peces
moluscos, anélidos
ganoideos
Telolecítico
Meroblástica discoidal
discoblástula*
peces
celoblástula desigual aves, reptiles, m aplac.
Centrolecítico
Meroblástica superficial
periblástula
insectos
Simetria radial igual
Ej: Pepino de mar (clase holoturoidea, equinodermos)
1) Meridional (2)
2) Meridional (perp al 1ero)
(4)
3) Ecuatorial (perp. A 1ero y
2do) (8)
4) Doble meridionales (16)
5) Doble supra e infra (32)
Celoblástula igual
Simetria radial subigual
Ej: anfioxo (cefalocordados)
- Los primeros surcos dan blastómeros ligeramente desiguales,
siendo ligeramente mayores los del HV
-Surcos de segmentación siguen el mismo patrón que la radial igual.
-Celoblástula subigual
Simetria radial desigual
Ej: erizo de mar (clase Echinoidea, Equinodermos
1)
Meridional (2)
2)
Meridional (perp al 1ero) (4)
3)
Ecuatorial (perp. A 1ero y 2do) (8)
4)
Doble meridionales (8
mesómeros) y subecuatorial II
al 3er surco en la mitad
vegetativa ) (4 macrómeros y
4 micrómeros)
5)
Supraecuatorial en el HA (16) y
2 meridionales (8 macrómeros
y 8 micrómeros)
6)
En el HA 4 meridionales (32) en
el HV un surco latitudinal que
divide a los macrómeros en 2
capas de 8: 16). Micro no se %
cilias
Placa vegetativa
blastocele
Blastula eclosionada nadadora
Simetría bilateral
Simetría bilateral o radial desigual
Anfibios y peces ganoideos
Segmentación bilateral igual
ej. Styela partita, ascidia, Tunicados
-La ppal. característica es que el primer
plano de segmentación establece el eje
más temprano de simetría en el embrión,
separando el embrión en sus futuros lados
derecho e izquierdo.
-La izquierda es la imagen especular de la
derecha.
Primer surco: meridional (cada blastómero con la mitad de los
componentes citoplasmáticos).
Segundo surco: Perpendicular al primero y para-meridional. Crea 2
blastómeros anteriores de mayor tamaño (A y a) y 2 posteriores ( B y b).
Tercer surco: Es ecuatorial. Dará 8 blastómeros. Los anteriores: a, A, d, D y
los posteriores b, B, c, C.
En las siguientes divisiones el tamaño celular y la forma hacen resaltar la
simetría bilateral de los embriones.
Mayor tamaño
Menor tamaño
Segmentación espiral
Típica de protostomados (moluscos, anélidos, platelmintos)
El tipo de blástula será una esteroblástula
En la segmentación radial los husos son meridionales o latitudinales, en la
espiral a partir del tercer surco los husos se disponen de manera oblicua
respecto al eje A-V
Patrones de desarrollo entre los metazoos
1%meridional: blastómeros AB y CD
AB CD
2%meridinal: A, B, C, D (los 4 cuadrantes del embrión)
C D
A B
micrómeros (desplazados a
izquierda o
derecha de los
macrómeros)
3% (husos
oblicuos respecto
AV)
macrómeros
Del 1a
Del 1A
Del 1a1
-Cuando se realiza la S! cada blastómero del HA apoya sobre 2 del
HV.
-La posición puede ser dextrógira (hacia la derecha) o levógira
(hacia la izquierda). Siempre son alteradas
-Nomenclatura: Los derivados de A,B,C,D se los designa a,b,c,d
precedida de un coeficiente (1,2,3,4) que indica el cuarteto al cual
pertenece y un exponente que señala su proximidad al PA.
CD
AB
A
1a
1a1
1a11
1a12
B
C
1A
1a2
3A
2A
1c
1c1
2a
3a
1c11
1C
1c2
1c12
D
3C
2C
2c
3c
La blástula resultante de la segmentación espiral NO posee blastocele
y se denomina estereoblástula.
Orientación a la derecha o a la izquierda es controlada por
factores citoplasmáticos
Dirección del espiralamiento de la caparazón es
controlada por 2 genes: salvajes DD destrógiros
y dd levógiros
La dirección de la S! no es determinada por el genotipo del
embrión en D! sino por el genotipo de la Madre
D
d
D
d
D
d
Simetría rotacional
-Típica de mamíferos
-El primer surco es meridional
-El segundo es meridional para un blastómero y ecuatorial para el otro.
-Divisiones son lentísimas y asincrónicas
-Normalmente se encuentran número impar de blastómeros.
Compactación
Hasta 8 células: conjunto flojo con abundante espacio entre
ellos. Luego se acomodan uno junto al otro maximizando su
contacto y formando una pelota (uniones estrechas en la zona
más externa de los blastómeros y síntesis de cadherina E).
¿Porque ocurre la compactación?
1) Cada blastómero sufre POLARIZACION de la membrana
(Diferentes componentes de la MC migran a distintas regiones
de los blastómeros)
2) Cadherina E se S! en estadio de 2 blastómeros y está
uniformemente distribuida. Luego se restringe a los sitios de la
MC donde los blastómeros están en contacto.
3) PIP2 puede ser importante
Reacomoda a la cadherina E.
en
iniciar
la
compactación.
4) Se modifica la MC por reorganización del citoesqueleto por
aumento de pH intracelular.
- Polarización
- Caderina E
Compactación
- PIP2
- DAG
- Reorganización del citoesqueleto por
aumento de pH
Mórula con blastómeros internos rodeado por blastómeros externos
MCI
Trofoblasto
Cavitación: Formación del blastocel. Por secreción de las células del
trofoblasto (Na+)
Eclosión: Trofoblasto secreta una proteasa (estripsina)
que rompen la Zona pelúcida.
El epitelio uterino tiene una matriz extracelular que
contiene laminina, fibronectina, ácido hialurónico y
receptores heparán sulfato.
Células del troboblasto con integrinas que unen
colágeno, fibronectina, lamininas y sintetizan heparán
sulfato antes de la implantación. También secretan
proteasas y enzimas que digieren la matriz extracelular.
Embrión de ratón 8 células sin
compactar y luego de la
compactación
Eclosión de blastocisto de mamífero desde la zona
pelúcida
Nematodes (Ascaris): primer % da 2 blastómeros: AB y P1.
Antes de la segunda % el huso de P1 rota y se ubica perpendicular
al otro.
AB dará A y B y P1 dará Emst y P2. Luego P2 rota.
Tercera % a y alfa y b y beta y Emst E, Mst, C y P3.
LO IMPORTANTE!! Es un buen ejemplo de segmentación determinada
donde los blastómeros están definidos tempranamente, dando origen a
partes específicas del embrión.
Segmentación merobástica
Huevos telolecíticos y centrolecíticos
Peces
Oocitos: corion + secreción mucosa
Penetración del espermatozoide: espacio perivitelino.
Citoplasma cortical hacia el polo animal: Disco germinal
Continuo con capa
citoplasmática vitelina
Segmentación. Las
% no llegan al
vitelo
1
2
4
5
3
Siguientes en sentido latitudinal.
Blástula desde 128 blastómeros a gastrulación.
Segmentación discoidal
4 a 5 hs. postF!
+ 20 min
Cuando llega al itsmo.
S! membranas de la
cáscara
Entra a
glándula de la
cáscara
32 a 64 blastómeros aparecen % latitudinales
Segmentación superficial o periblática