Saltar a: navegación, buscar

Morfogénesis

Morfogénesis
Información sobre la plantilla
Morfogénesis.JPG
Concepto:Es el proceso biológico que lleva a que un organismo desarrolle su forma. Este es uno de los tres aspectos fundamentales del desarrollo biológico junto con el control del crecimiento celular y la diferenciación celular

Morfogénesis. Es el proceso por el cual un grupo de embriones determinan el desarrollo de los órganos, tejidos o células individuales del organismo de los seres vivos, como también las características y funciones particulares de cada uno de esos componentes.

Introducción

El proceso de morfogénesis constituye uno de los tres conceptos básicos de la biología, sumado al crecimiento celular. La morfogénesis también estudia la forma de los tejidos y de los órganos, con el fin de esclarecer el mecanismo por el que la distribución en espacio de las células, se produce de forma organizada durante el proceso del desarrollo embrionario y es son el causante de la forma que adquirirán los seres vivos.

Son muchos los componentes de marcada importancia en los procesos de morfogénesis, pero uno de los principales son los morfogenes, que son una clase específica e moléculas sensibles a transportar los mensajes que controlan las decisiones que provocan las diferencias celulares de la concentración de material en estado químico. Las razones por las cuales cada ser vivo presenta diferente apariencia y forma, es a causa del proceso de morfogénesis.

Historia

Los primeros estudios sobre morfogénesis fueron realizados por D’arcy Wentworth Thompson y Alan Turing, quienes se basaron en como las funciones relacionadas con la matemática y la física, influyen en el crecimiento y desarrollo de los embriones, en definitiva, a la activación de los mecanismos celulares y biológicos. El estudio llevado a cabo por estos investigadores, disparó otro trabajo de investigación que culminó con el descubrimiento, a cargo de otros especialistas, del ADN, la biología molecular y la aparición de la bioquímica. Estos componentes fueron de gran utilidad para el estudio de la morfogénesis. Aunque la investigación primigenia sobre morfogénesis se llevó a cabo hace casi un siglo, cuando todavía no estaba comprobado, ni siquiera se había iniciado con la etapa de hipótesis, que el núcleo de las células contenía información genética hereditaria. Hasta que en 1930, la actividad del núcleo con el citoplasma, fue descubierta por J. Hammerling, quien usó diferentes especies de arbustos de la familia de las Acetabualrias, para concluir que la célula estaba formada por la cabeza, que es el sitio donde se encuentra el núcleo, y demostró que la información registrada en ese lugar, era de suma importancia para determinar el tipo de desarrollo en la forma de los organismos en desarrollo.

Actualmente, la morfogénesis se aplica para analizar la composición total de un organismo, ya sea la estructura de cada célula que lo compone, la capacidad de las células de los organismos para crear tejidos y el ordenamiento del cuerpo de cada ser vivo, estudiado a través de imágenes microscópicas.

Finalidad

Por un lado, tiene el fin de estudiar y analizar las características fundamentales del crecimiento y el desarrollo vegetal. En segundo término, intenta entender los distintos mecanismos morfogénicos, que son quienes llevan al desarrollo, la evolución, el crecimiento y las esencia que hace a la distinción de cada ser vivo de otro. Por último, otro de los objetivos de la morfogénesis es relacionar su desarrollo con el medio ambiente en que crece.

Bases moleculares

Diversos tipos de moléculas son particularmente importantes durante la morfogénesis. Los Morfógenos son moléculas solubles que se pueden difundir y llevar las señales que controlan las decisiones en la diferenciación celular en un modo dependiente de la concentración. Los morfógenos típicamente actúan al unirse a receptores proteicos específicos. Una importante clase de moléculas involucradas en la morfogénesis son los factores de transcripción, que son proteínas que determinan el destino de las células al interactuar con enzimas que transcriben el ADN. Estas pueden ser codificadas por genes regulatorios principales y, o bien pueden activar o desactivar la transcripción de otros genes; a su vez, estos productos secundarios de los genes inclusive pueden regular la expresión de otros genes en una cascada regulatoria. Otra clase de moléculas involucradas en la morfogénesis son aquéllas que controlan la adhesión celular. Por ejemplo, durante la gastrulación, grupos de células madre desconectan sus uniones intercelulares, se vuelven migratorias y toman nuevas posiciones dentro del embrión, donde vuelven a activar proteínas de unión (adhesión celular) específicas y forman nuevos tejidos y órganos. Diversos ejemplos que ilustran los papeles de los morfógenos, los factores de trascripción.

Bases celulares

Muestra de clasificación de células con un cultivo de células de un carcinoma embrionario P19. Las células vivas fueron teñidas con Dil (rojo) o Dio (verde). Las células rojas estaban genéticamente alteradas y expresaron niveles mayores de E-cadherina en comparación con las células verdes. Después del etiquetado las dos poblaciones fueron mezcladas y cultivadas juntas, permitiendo que las células formaran grandes agregados multi-celulares. Las células individuales tenían un diámetro menor a 10 micrómetros. La imagen fue capturada por un microscopio con focal de escaneo. La morfogénesis surge debido a cambios en la estructura celular o a como las células interactúan en los tejidos. Ciertos tipos de células “clasificadas”. “La clasificación” de células significa que cuando las células interactúan físicamente se mueven con el fin de formar grupos que maximicen el contacto entre las células del mismo tipo. Hay dos tipos de células bien estudiadas que se clasifican células epiteliales y células mesenquimales. La habilidad de las células para realizar esto surge a raíz de la adhesión celular diferencial. Durante el desarrollo embrionario ocurren algunos eventos de diferenciación celular en los que las células mesenquimales se transforman en epiteliales y en otras ocasiones, y de manera inversa las células epiteliales se transforman en mesenquimales (ver Transición Epitelio Mesénquima). Siguiendo la transición epitelial-mesenquimal, las células pueden migrar lejos del epitelio y luego asociarse con otras células similares en una nueva locación.

La adhesión célula-célula

Durante el desarrollo embrionario, las células están restringidas a diferentes capas debido a afinidades diferenciales. Una de las formas en que esto puede ocurrir, es cuando las células comparten las mismas adhesiones moleculares célula-a- célula. Por ejemplo, una adhesión celular homotipica puede mantener los límites entre los grupos de células con diferentes moléculas de adhesión. Además, las células se pueden ordenar en base a diferencias en la adhesión entre las células, por lo que incluso dos poblaciones de células con distintos niveles de la misma molécula de adhesión pueden clasificarse. En un cultivo celular las células que tengan la mayor adhesión se mueven hacia el centro de una mezcla de células agregadas. Las moléculas responsables de la adherencia son llamadas moléculas de adhesión celular (CAM)s. Se conocen diversos tipos de moléculas de adhesión celular y una clase importante de estas moléculas son cadherinas. Hay docenas de diferentes cadherinas que se expresan en diferentes tipos celulares. Las cadherinas se unen a otras cadherinas de modo similar, de modo: E-cadherina (se encuentra en muchas células epiteliales) se une preferentemente a otras moléculas de E-cadherina. Mientras que las células mesenquimales suelen expresar otros tipos cadherina como la N-cadherina.

Matriz extracelular

La matriz extracelular (ECM del inglés extracellular matrix) está involucrada con la separación de los tejidos, proporcionando un soporte estructural para que las células migren en ella. El colágeno, la laminina y la fibronectina son las principales moléculas ECM que son secretadas y ensambladas en láminas, fibras, y geles. Receptores transmembrana de multisubunidades llamados integrinas se utilizan para enlazar con el ECM. Las integrinas se unen extracelularmente a la fibronectina, laminina, u otros componentes de la ECM, e intracelularmente a microfilamentos de enlace de las proteínas α-actinina y talina que se encargan de enlazar el citoesqueleto con el exterior celular. Las integrinas también sirven como receptores para activar las cascadas de transducción de señales cuando se enlazan con la ECM. Un ejemplo bien estudiado de la morfogénesis que involucra a la ECM es la ramificación de los conductos en glándula mamaria.

Contractilidad celular

Los tejidos pueden cambiar su forma y separar en distintas capas a través de la contractilidad celular. Al igual que en las células musculares, miosina puede contratar diferentes partes del tejido para cambiar su forma o estructura. Ejemplos típicos de la contractilidad miosina impulsada en la morfogénesis de tejidos se producen durante la separación de Caenorhabditis elegans, Drosophila y capas germinales pez cebra. A menudo, durante la morfogénesis embrionaria, la contractilidad celular se produce a través de impulsos periódicos de contracción.

Fuentes

  • Artículo: Morfogénesis. Disponible en: " www. biologia.laguia2000.com ". Consultado: 22 de Enero de 2014.
  • Artículo: Morfogénesis. Disponible en: " www.wordreference.com ". Consultado: 22 de Enero de 2014.