Bases nucleares y moleculares de la diferenciación y desarrollo de genes.
¡Bases nucleares y moleculares de la diferenciación y desarrollo de genes!
Bases moleculares de la diferenciación y el desarrollo:
Cada vez que se produce un crecimiento, tiene lugar un aumento de masa, peso, etc. Número de células aumenta debido a la división celular. A veces, las células crecen en tamaño y no se dividen y conducen al crecimiento. La simple multiplicación de células produciría masas de células pero no un organismo.
El conocimiento de los procesos de desarrollo como el crecimiento y la diferenciación es esencial para comprender los eventos que conducen a la formación de un embrión o feto. Cuando el cigoto se divide, las células embrionarias generalmente permanecen totipotentes. En otras palabras, cada célula embrionaria es capaz de dar origen al embrión y formar un nuevo organismo adulto. Sin embargo, gradualmente las células pierden esta capacidad y ya no permanecen totipotentes. Al observar y observar, podemos obtener una idea razonable de cómo una célula produce a una persona completa.
Los tejidos se especializan, por ejemplo, en el cerebro, el hígado, la hoja, etc. El proceso mediante el cual las células embrionarias totipotentes se convierten en células especializadas que constituyen y dan lugar a tejidos específicos se denomina diferenciación. Cuando las células embrionarias se dividen, después de algún tiempo, el potencial de desarrollo se restringe y se denomina determinación.
Es el dogma de la biología y la genética modernas que el núcleo de la mayoría de las células somáticas de organismos superiores, sin importar qué tan diferenciada esté la célula, contiene copias de todos los genes nucleares de un individuo. Las células diferenciadoras comienzan nuevos conjuntos de proteínas o pierden la capacidad de formar un conjunto de proteínas.
¿Cuáles son los factores responsables de tales cambios? Se considera que la diferenciación de células en diferentes tipos durante el desarrollo de un organismo implica la regulación de la expresión de los genes, en lugar de algún otro mecanismo como la mutación.
Sydney Brener (bióloga molecular británica) dice que el problema básico en la biología del desarrollo es estudiar los eventos y procesos que ocurren cuando un embrión se convierte en adulto.
Pocos de los cambios embrionarios tardíos se observan bajo el microscopio. Pero los cambios a nivel molecular comienzan en una etapa muy temprana. Tales cambios ocurren mucho antes de la aparición de cambios morfológicos.
La diferenciación implica procesos como la mitosis, la fusión celular, la migración celular o las interacciones intercelulares. Todos estos procesos funcionan independientemente unos de otros. Se requiere una coordinación y un enfoque adecuados para conocer un patrón definido de desarrollo.
Se puede concluir que:
(i) La diferenciación y el desarrollo no requieren cambios masivos permanentes en el ADN nuclear.
(ii) El proceso implica cambios autoreforzantes en el citoplasma y la transcripción selectiva de genes.
Bases nucleares y moleculares de la diferenciación y el desarrollo:
Las plantas, a diferencia de los animales, suelen ser capaces de formar una nueva planta a partir de una parte vegetativa. Sin embargo, ahora es un hecho establecido que las células somáticas animales parcialmente diferenciadas son como células somáticas de plantas en este sentido. Robert Briggs y Thomas King han demostrado que los núcleos de las células de los estadios de la blastula y la gástrula de los embriones de rana (Rana pipiens) cuando se trasplantan a huevos enucleados pueden producir un embrión completo. La historia del trasplante nuclear (Fig. 6.67) es útil para determinar cuándo el núcleo de un tejido pierde su capacidad de generar un desarrollo completo para la formación de un adulto.
Briggs y King utilizaron rana hierba, Rana pipiens y rana africana Xenopus para experimentos sofisticados. Extrajeron / destruyeron los núcleos de células de ranas o sapos y trasplantaron núcleos frescos de células embrionarias y renacuajos a huevos enucleados. Muchos embriones con núcleos recién plantados se convierten en renacuajos normales (Fig. 6.67). Pero si los núcleos eran de células intestinales diferenciadas, los renacuajos no se desarrollaron. Se descubrió que los núcleos de las primeras etapas de escisión (hasta 64 células) se podían trasplantar fácilmente en huevos enucleados y normalmente se desarrollarían en renacuajos y ranas.
Pero los núcleos de las últimas etapas generalmente causan que los embriones aborten. No se puede utilizar tejido de rana adulto completamente diferenciado para hacer ranas clonales. Muestra claramente que los núcleos experimentan algunos cambios durante la diferenciación. El proceso de diferenciación es reversible en las primeras etapas embrionarias.
Sin embargo, en las plantas, incluso las células maduras pueden sufrir una diferenciación para formar un callo para elevar con éxito toda la planta. El principal proceso de diferenciación se debe a la actividad génica alterada. Este cambio en la actividad de los genes se debe principalmente a su interacción con el medio ambiente.
El entorno inmediato puede ser el citoplasma. El citoplasma se ve afectado por muchos parámetros como la temperatura, la humedad, la luz, la interacción célula-célula, etc. La modulación del gen y su citoplasma es independiente.
