lunes, 18 de julio de 2011

Diga cómo entiende usted la sustancia organizadora, tomando en cuenta la teoría de la inducción

Diga cómo entiende usted la sustancia organizadora, tomando en cuenta la teoría de la inducción

-Teoría de la Inducción: explica la diferenciación de las células.

-Cuando una estructura es inducida puede inducir a su vez otras estructuras. (Ondas sucesivas de inducción podrían explicar el desarrollo embrionario organizado de los seres vivos)

-Se descubrió que las propiedades inductoras del organizador se mantenían aun después de muertas las células.

-La inducción se cumple mediante el traspaso de alguna sustancia química del organizador a las células afectadas. La sustancia inductora imparte instrucciones a las células

Afectadas para diferenciarse de modo específico.

¿Cómo se pueden originar las diversas células a partir de un solo cigoto?

-La composición citoplasmática de una región estimula a las células de la blástula, para liberar reguladores químicos especiales.

-Estas células tendrán así un rasgo característico, que les permite convertirse en el organizador del desarrollo.

-Mediante la difusión de sustancias químicas se imparten instrucciones a las células adyacentes para desarrollarse de manera especial; a medida que se van desarrollando se producen sustancias que programan la diferenciación de otras células.

-Identificación de sustancias inductoras: la inducción puede ocurrir a través de un puente agar-agar. En el proceso está implicada una molécula de gran tamaño; gran número de sustancias inductoras son proteínas.

8.2 Sustancias Organizadoras

-Los genes y la información genética que tienen las células orientan el desarrollo de organismos.

-En alguna etapa del desarrollo debe haber diferenciación; la información que tienen las células en la que se divide el cigoto es la misma para todas.

-Durante las primeras etapas del desarrollo todas las células son totipotentes; cada una tiene la capacidad de desarrollar un embrión completo.

-El núcleo conserva todas sus potencialidades y puede diferenciarse en distintos tipos de células.

8.3 La diferenciación celular durante el desarrollo embrionario

-La diferenciación está influenciada por sustancias inhibidoras provenientes de células vecinas.

-Las células diferenciadas pueden producir sustancias inhibidoras, que impiden que las células adyacentes puedan diferenciarse de la misma manera.

-A medida que avanza el desarrollo embrionario, los órganos en desarrollo se aparatan de otros.

-El curso del desarrollo embrionario depende de las interacciones que ocurran entre los dos grupos de células.

-El desarrollo embrionario normal depende del intercambio apropiado de materiales entre los dos tejidos.

-La actividad génica diferencial explica las diferencias morfológicas y fisiológicas entre las célula

Diga que entiende usted de acuerdo a los conocimientos anteriores sobre lo que es el control genético de desarrollo

El desarrollo de un individuo multicelular ocurre a partir de un cigoto que prolifera mediante mitosis y mediante el proceso de determinación celular. En un principio todas y cada una de las células que constituyen el embrión pueden convertirse en cualquier tipo celular, son células totipotentes, pero en la mayoría de los individuos tras algunas divisiones del embrión cada célula determina a qué tipo celular corresponderá y ya no podrá volver a formar otro tipo de célula. La genética del desarrollo estudia cómo a partir de una célula aparece un organismo completo a nivel intracelular, a nivel de los genes y de su expresión o no expresión. Las etapas que engloba el desarrollo temprano en animales son:

Fecundación: por fusión de dos gametos surge el cigoto que acabará constituyendo el organismo. En mamíferos el gameto no es un óvulo propiamente dicho, sino que es un ovocito ya que está detenido en metafase de segundo orden, y pasa a óvulo una vez fecundado. Dentro de la fecundación se distinguen varias fases: aproximación, activación del ovocito, penetración y anfimixis (en mamíferos)

Segmentación:mediante divisiones por mitosis se forman primero blastómeros que a medida que se dividen van bajando por la trompa de Falopio hacia el útero. Divisiones sucesivas originan la mórula y finalmente la blástula. Después de la segmentación ocurre la compactación que consiste en los procesos que comunican los blastómeros entre sí e impedirían su separación si no hubiera zona pelúcida. Ya las células internas forman el embrioblasto que formará más adelante el embrión, y las células externas forman el trofoblasto que dará lugar a la placenta

Gastrulación: menos divisiones mitóticas, comienzan los movimientos morfogenéticos al desplazarse conjuntos de células. Se forman las tres hojas embrionarias: ectodermo, mesodermo y endodermo.

Organogénesis: el embrión experimenta la organización estructural, se delimitan los órganos.

Histogénesis: diferenciación de tejidos: epitelial, glandular, conjuntivo, sanguíneo, muscular y nervioso.

La genética es muy importante a la hora de estudiar el desarrollo ya que la expresión de los genes regula eventos muy importantes en el mismo, es importante por tanto el estudio del control genético del desarrollo.

De acuerdo al análisis anterior diga si los genes y el desarrollo de esos individuos actúan conjuntamente

Diga cómo se lleva a cabo la diferenciación celular durante el desarrollo embrionario

Trate de explicar la regulación genética en los procesos de desarrollo

La regulación genética comprende todos aquellos procesos que afectan la acción del gen a nivel de traducción o transcripción, regulando los productos funcionales de un gen.

El control genético del desarrollo también se puede explicar a través del modelo de Jacob y Monod hágalo

La Teoría de JACOB y MONOD se basa en los diversos mecanismos probables para la Proteinosíntesis, además de elaborar proteínas estructurales, en la célula se fabrican otros tipos de proteínas(enzimas), adaptadas para catalizar las reacciones bioquímicas.

Las enzimas son las máquinas de la gran factoría de la célula, poseen mecanismos de regulación, siendo controladas por el grado de síntesis o producción, sino tambien por el grado de actividad de las mismas.

Las interacciones de las enzimas con la célula tienen su mecanismo de autocontrol o FEED-BACK, por ej, el grado de producción de una enzima dada es controlado por un GEN (GEN regulador), y la estructura de la misma es controlada por otro GEN (GEN ESTRUCTURAL). Ambos se hallan en posiciones separadas dentro del mismo cromosoma, pareciera ser que el gen regulador obliga a la célula a producir una molécula REPRESORA que controla el funcionamiento del gen estructural, por ej, la lactosa, en ausencia de dicho compuesto, la molécula represora impide que el gen estructural correspondiente fabrique nuevas moléculas de lactosa (lactasa).

La molécula represora no actúa directamente sobre el gen estructural, sino sobre una región vecina llamada GEN OPERADOR, que se encarga de frenar la actividad productora del GEN ESTRUCTURAL, es decir, el gen REGULADOR determina la producción de una molécula represora que en interacción con diversas sustancias reguladoras del citoplasma actúan sobre el GEN OPERADOR, quien a su vez frena la actividad del GEN estructural, conocida como la TEORÍA de JACOB y MONOD.

Los científicos J. Monod y F. Jacob en 1961 propusieron un mecanismo de control que actúa en la síntesis enzimática en donde se manifiestan los GENES REGULADORES. Ellos propusieron que el gen regulador producía una sustancia llamada REPRESORA, que se propaga por la célula y es capaz de desconectar a los genes encargados de la síntesis de ciertas enzimas, como la GALACTOSIDASA. Además propusieron la hipótesis de que la sustancia represora no actúa sobre los genes estructuralmente llamada gen operador. El gen operador junto con los genes estructurales forman un conjunto llamado OPERÓN.

El mecanismo para inactivar el operador se produce cuando el represor se fija al operador evitando que se inicie la transcripción, pero si en le medio existen enzimas efectoras o inductoras, éstas permiten la transcripción y por consiguiente la síntesis enzimática.

El modelo propuesto por MONOD y JACOB fue comprobado experimentalmente, a través de este experimento se pudo constatar que dentro de una célula solo existen normalmente 10 moléculas de sustancias represoras y que no todas son capaces de controlar la actividad de los genes.

EXPERIMENTO: JACOB y MONOD decidieron estudiar la degradación de la LACTOSA en E. coli, de la cual se sabía que estaba controlada por 3 enzimas cuyos genes se encuentran adyacentes en el cromosoma bacteriano. Una de estas enzimas era la BETA-galactosidasa, que hidroliza la lactosa. Cuando cultivaban bacterias en glucosa como fuente de carbono podían observar cómo la concentración de BETA-galactosidasa era muy baja. Al sustituir glucosa por lactosa se observaba un rápido aumento en los niveles de BETA-galactosidasa y de las otras dos enzimas. Al retirar de nuevo la lactosa, los niveles de las tres enzimas disminuían rápida y drásticamente. Este hecho sugería que los moldes para la síntesis de estas enzimas eran muy inestables, sintetizándose y degradándose rápidamente, lo cual no encajaba con la elevada estabilidad de los rRNAs.

Tras analizar numerosos mutantes de E. coli que presentaban un control defectuoso en la inducción de estas enzimas (inducción en ausencia de lactosa, no inducción en presencia de lactosa) propusieron la existencia de un represor que, uniéndose a una secuencia operadora específica del ADN (promotor), regularía la concentración de ARNm.

Todos estos estudios permitieron a Jacob y Monod proponer en 1961 una hipótesis unificadora para la regulación génica, llamada posteriormente MODELO del OPERÓN. Dicho modelo proponía la existencia de represores capaces de unirse a operadores en la secuencia del ADN, los cuales controlaban así la síntesis del ARNm. El ARNm sería una copia complementaria de la secuencia del ADN que codificaba una o varias proteínas (según si hubiera uno o más genes). Al conjunto de genes contiguos más los elementos reguladores que controlan su expresión se le denominó OPERÓN.

Trate de explicar la regulación genética en las células superiores como la histole y que significa para usted

Mediante un ejemplo que realizo sobre las histonas Vicent Alfrey trate usted de dar una conclusión

Mediante un ejemplo animal y uno vegetal explique cómo se lleva a cabo la regeneración y cicatrización de ese individuo

Diga porque la planaria es un caso extraordinario de la regeneración

La regeneración biológica se ha definido tradicionalmente como la capacidad que poseen ciertos organismos vivos para restaurar un tejido perdido o lesionado o de hacer crecer nuevamente una parte de su cuerpo perdida por causa accidental o fisiológica.1

Prácticamente desde que la humanidad comenzó a desarrollar su capacidad intelectual, el hombre ha quedado deslumbrado por esta maravillosa habilidad que la naturaleza ha proporcionado, en mayor o menor grado, a diferentes organismos, tanto en el campo de la botánica como en el de la zoología.

Trate de explicar los cultivos de tejidos de las células vegetales y los procedimientos de propagación

A DIFERENCIA de lo que sucede en los vertebrados, la semilla es liberada cuando aún sus tejidos no se han diferenciado totalmente (véase Cómo viven las plantas, La Ciencia desde México, núm. 49). La semilla contiene células embrionarias que darán origen a todos los tejidos de la nueva planta después del proceso de germinación; además, muchas de las células de los tejidos vegetales ya maduros conservan la potencialidad de diferenciarse y dar origen a diversas estructuras; estas células forman parte de meristemos primarios y secundarios que pueden encontrarse en todos los órganos de las plantas. Gracias a esto es posible obtener plantas enteras a partir de tejidos de yemas, tallos, raíces y hasta hojas de casi cualquier planta.

La propagación clonal o vegetativa de plantas es una producción a partir de partes vegetativas. Se utilizan tejidos vegetales que conserven la potencialidad de multiplicación y diferenciación celular para generar nuevos tallos y raíces a partir de cúmulos celulares presentes en diversos órganos. Este tipo de propagación tiene esencialmente tres variantes, que son: 1) la micropropagación a partir de tejidos vegetales en cultivo in vitro; 2) la propagación a partir de bulbos, rizomas, estolones, tubérculos o segmentos (esquejes) de las plantas que conserven la potencialidad de enraizar, y 3) la propagación por injertos de segmentos de la planta sobre tallos de plantas receptivas más resistentes.

La propagación vegetativa comprende desde procedimientos sencillos, conocidos de tiempos inmemoriales por los campesinos de todo el mundo, hasta procedimientos tecnológicamente muy avanzados, basados en la tecnología del cultivo de tejidos vegetales, mediante los cuales se puede lograr la propagación masiva de plantas genéticamente homogéneas, mejoradas y libres de parásitos. Los procedimientos modernos permiten la obtención de cultivares totalmente libres de agentes patógenos, incluyendo virus, e incluso la fabricación de semillas artificiales por medio de la técnica de embriogénesis somática y encapsulado. Además de la propagación, las técnicas de cultivo de tejidos in vitro también permiten seguir procedimientos modernos de conservación de germoplasma gracias al mantenimiento prolongado de cultivos de crecimiento lento y la criopreservación de tejidos.

Estructuras de propagación vegetativa en plantas no vasculares

La propagación vegetativa se presenta en todo el reino vegetal; por ejemplo, en algunas algas pluricelulares la propagación vegetativa se realiza mediante su fragmentación en dos o más individuos. Las cianobacterias presentan a lo largo de sus filamentos unas células muertas, agrandadas y de pared gruesa, que se encuentran a intervalos a lo largo de sus filamentos, las cuales ayudan a la fragmentación.

Varios tipos de plantas no vasculares tienen estructuras especializadas relacionadas con la propagación vegetativa. Las hepáticas producen estructuras semejantes a las yemas llamadas propágulos, que al desprenderse de su pedicelo son arrastrados por la lluvia hasta sitios en los que se desarrollan como nuevas plantas, mientras que los líquenes producen cuerpos reproductores conocidos como soredios, integrados por masas de hifas fúngicas y de células algales.

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