Procesos Celulares en Desarrollo Temprano

• Especialización de las Células Germinales Primordiales

  Estas células se especializan por factores localizados en el citoplasma (plasma germinal) durante la segmentación. La localización de este plasma es controlada por las células nodrizas. En mamíferos, la especificación de las células germinales se da en la región posterior del epiblasto; ocurre una inducción por interacciones entre las células. El plasma germinal en C. elegans se restringe en la célula P4 que dará lugar a las células germinales. En Drosophila, el plasma se acumula en la parte posterior del oocito; los núcleos que llegan a la parte posterior serán los que den las células polares que contienen el plasma germinal. En Xenopus, el plasma está en el polo vegetal. En el pollo, las células con plasma forman una media luna germinal en uno de los polos del blastodisco, y en ratón están cercanas al surco primitivo.

• Plasma Germinal

  Conjunto de proteínas y ARNm localizado en una zona concreta del citoplasma del óvulo, luego migra a las gónadas y determina a las células germinales primordiales. En C. elegans, los gránulos P están distribuidos por todo el óvulo antes de fecundar y después se van al extremo posterior del huevo. En la primera división, solo están en las células P1. En Drosophila, las células germinales se especializan por el plasma polar del polo posterior antes de fertilizar; antes de la formación del blastodermo, se crean células polares que dan lugar a esta línea germinal. Oskar organiza el plasma porque se localiza en el lado posterior y es necesaria para la organización del plasma germinal.

• Significado Biológico de la Meiosis

  Reduce la cantidad de cromosomas (de 2n a n) para que la dotación cromosómica de la especie se mantenga de generación en generación. Da mayor combinación genética al reagrupar cromosomas maternos y paternos de forma independiente. Se da entrecruzamiento genético durante la primera división meiótica.

• Eventos Durante la Transición de Media Blástula

  Activación de la transcripción del ADN embrionario, baja la tasa de división y las blastómeras adquieren motilidad porque va a empezar la gastrulación. Hay crecimiento celular porque hay estadios G1 y G2 en el ciclo celular. Diferentes células sintetizan diferentes reguladores. Se transcribe nuevo ARNm, mucho codifica proteínas necesarias para la gastrulación.

• Inhibición Lateral

  Interacción entre células en un grupo proneural para limitar las células que dan lugar a neuroblastos. Las que nacen expresan genes proneurales por encima de un umbral y expresan un ligando unido a la membrana (DELTA) que se une y activa a receptores Notch expresados en células vecinas. Cuando Notch está activo, la actividad de los genes proneurales disminuye, ya que codifican factores inhibitorios. Al inhibirse los genes proneurales, evitan que estas células se vuelvan neurales, pero también reducen el nivel de DELTA, así solo ocurre en una célula por grupo proneural.

Niveles de Regulación de la Expresión Génica

• Niveles de Regulación

  Genómico, Transcripcional, Procesamiento del ARNm, Traducción, Postraduccional (actividad de proteínas) y Degradación de ARNm y proteínas. Los tres primeros ocurren dentro del núcleo; el resto, en el citoplasma.

• Nivel Genómico o Pretranscripcional

  Ampliación o reordenamiento de segmentos de ADN, descondensar/condensar la cromatina (se condensa por metilaciones por metiltransferasas o desacetilasas) y metilación del ADN (metila el promotor, que es la zona reguladora), modificación de histonas por metilaciones o acetilaciones (acetilar permite transcripción y metilar impide porque condensa el ADN y no se transcribe), cambios en proteínas con dominio HMH.

• Nivel Transcripcional

  Transcripción y control por factores de transcripción. La transcripción de un gen está regulada por factores específicos que pueden ser Activadores (por ejemplo, descondensan una zona de la cromatina reclutando acetiltransferasas de las histonas) o Represores (ejemplo, condensando cromatina atrayendo metiltransferasas y desacetilasas o inhibiendo a los activadores). Estos actúan con Co-Activadores o Co-represores para activar o inhibir la transcripción del gen. Hay elementos reguladores proximales al promotor y distales como los enhancers (potenciadores que activan transcripción) o silenciadores que la reprimen, o insulator (bloquean a los genes de ser afectados por reguladores de transcripción).

• Procesamiento de ARNm (Post-transcripcional)

  Selección de ARNm que salen del núcleo o mediante splicing diferencial de los transcritos primarios. Al ARNm se le quitan los intrones.

• Nivel Traduccional

  Traducción de proteínas, síntesis de polipéptido, control de este por factores de inicio/represores de traducción o transporte selectivo. La estabilidad del mensajero depende de la longitud de la cola poli-A, que depende a su vez de la secuencia 3’ UTR. Se puede inhibir selectivamente la traducción de ARNm (hay un ARN en el oocito que no se traduce hasta que no se fecunda), ejemplo: la Maskin inhibe la traducción de ARNm acumulado en oocitos.

• Nivel Postraduccional

  Eventos como plegado/ensamblaje, escisión, modificaciones químicas e importación a orgánulos. Controlar la función de la proteína por modificaciones covalentes (glicosilación, fosforilación), proteólisis, transporte y plegamiento de la proteína también puede regular.

• Nivel Degradación de ARNm y Proteínas

  Sujeto a regulación. Ubiquitinación para degradar la proteína en el proteasoma y Vía Wnt.