INTRODUCCIÓN A LA REGULACIÓN Y SEÑALIZACIÓN MOLECULAR .pdf

breve introduccion al capitulo 1 de embriologia de langman

1. Embriología
Introducción a la regulación y
señalización molecular
Ayarith Arias
Laura Arboleda
Isabela Dueñas
Simón Flórez

2. Introducción Transcripción genética Inducción y formación de los órganos Otros reguladores de la expresión genética Vías de señalización clave para el desarrollo ÍndiceSeñalización celular

3. Introducción
¿Qué es la embriología?Definición
La embriología es la rama de la biología que
estudia la formación y el desarrollo de los
embriones desde la fertilización del óvulo
hasta el momento del nacimiento. Areas de estudio
•Desarrollo prenatal
•Biología del desarrollo
•Teratologia

4. Los genesLos genes son segmentos de ADN que contienen la información necesaria para fabricar
proteínas o moléculas de ARN que regulan funciones celulares. Un gen está formado por varias
partes: la región promotora, que regula el inicio de la transcripción; los exones, que contienen la
información codificante; los intrones, que son segmentos no codificantes eliminados en el
procesamiento del ARN; las regiones reguladoras, que controlan la intensidad y el momento de
la expresión génica; y la secuencia terminadora, que señala el final de la transcripción.

5. Transcripción
genética
Proceso mediante el cual la
información del ADN se copia en
una molécula de ARNm.
Controla qué genes se
expresan en cada célula.
Permite la diferenciación
celular y la formación de
tejidos.

6. Otros reguladores de la expresión génica la expresión génica está modulada
por otros reguladores, como
elementos cis y trans, modificaciones
epigenéticas, ARN no codificante y
mecanismos post-transcripcionales y
post-traduccionales. Estos sistemas
permiten un control preciso del
momento, la ubicación y la cantidad
de producto génico durante el
desarrollo embrionario.

7. FORMACIÓN DE ÓRGANOS POR INDUCCIÓN CELULAR •Los órganos se forman por las interacciones
entre las células y los tejidos. •Este proceso se llama inducción y consiste en que
un grupo de células, llamado inductor, envía
señales a otro grupo, que responde cambiando su
destino o diferenciación.
•Para que un tejido pueda responder a esas
señales, necesita tener competencia, es decir,
estar preparado para recibir y procesar la señal.

8. • Interacciones epitelio-mesénquima Uno de los tipos más frecuentes de inducción son
las interacciones entre epitelio y mesénquima: ~ El epitelio está formado por células unidas
que forman láminas o tubos.
~ El mesénquima tiene células más dispersas,
con aspecto fibroblástico, dentro de la matriz
extracelular.

9. Ejemplos de interacciones inductivas Intestino primitivo (endodermo) + mesénquima circundante →
formación de órganos como hígado y páncreas.
Mesénquima de las extremidades + ectodermo suprayacente →
crecimiento y diferenciación de las extremidades.
Yema ureteral + mesénquima del blastema metanéfrico →
formación de nefronas en el riñón.

10. Puede ser por dos vías
Es un proceso de comunicación entre células clave para la inducción de
órganos , a fin de conferir competencia para responder, y para que las
células que inducen y las que responden mantengan intercomunicación
Señalización celular
Señalización paracrina
Señalización yuxtacrina
Uso de proteínas difusibles
(factores paracrinos)
No hace uso de proteínas
difusibles

11. Señalización paracrina La señalización paracrina se da por medio de
la transducción de señales Tiene 2 mecanismos de funcionamiento1.Activar la vía
2.Inhibir el inhibidor de la vía
Cuenta con1.Molécula de señalización (ligando)
2.Receptor que capta la molécula de
señalización
Ligando
Receptor

12. Señalización paracrina Receptor
Dominio extracelular
(unión al ligando)
Dominio transmembrana
Dominio citoplasmático 1.El dominio citoplasmático contiene
una proteína que va a actuar como
una enzima.
2.Un ligando se une a un receptor
por medio del dominio
extracelular.
3.Se induce un cambio
conformacional que activa el
dominio ciroplasmático.
4.La proteína puede ser liberada
para que cumpla su función.

13. Cinasa de Tirosina La cinasa de tirosina es
capaz de fosforilar a otras
proteínas utilizando ATP
como sustrato. La actividad
de cinasa da origen a una
cascada de fosforilación de
varias proteínas, que activa
un factor de transcripción
para regular la expresión
génica.

14. Señalización yuxtacrina Esta mediada por transducción de señales pero sin factores
difusibles Existen 3 mecanismos
Una proteína ubicada sobre una
superficie celular interactúa con un
receptor en una célula adyacente.
Proteína de membrana-receptor en célula adyacente

15. Interacción con la matriz
extracelular Uniones gap
La MEC está formada por: colágeno,
proteoglucanos, fibronectina y laminina
Los receptores se denominan integrinas. Estas
integran a las moléculas de la matriz con la
maquinaria del citoesqueleto de una célula.
Estas uniones se comportan como conductos
ubicados entre las células, a través de los
cuales pueden pasar moleculas pequeñas e
iones.
Las uniones se forman de proteínas
conexionas que forman un canal.

16. Factores de la señalización paracrina Se utilizan en forma repetida para regular el desarrollo y la
diferenciación de los sistemas de órganos Se agrupan en 4 familias
Factores de crecimiento de fibroblastos
Proteinas hedgehod
Proteínas WNT
Factor de crecimiento transformante beta

17. Factores de crecimiento de
fibroblastos (FCF)
Proteínas hedgehog En la actualidad se han identificado
cerca de dos docenas de genes FGF
Son capaces de producir cientos de
isoformas proteicas debido al empalme
alternativo de su ARN o modificación de
sus codones de único
Las proteínas codificadas por estos
genes activan una serie de receptores
de cinasas de tirosina.
Estos receptores activan distintas vías
de señalización.
En los mamíferos existen tres genes
hedgehog: desert, Indian y Sonic

18. Proteinas WNT Superfamilia del factor de
crecimiento transformante
beta Existen al menos 15 genes WNT
distintos.
Sus receptores son miembros de la
familia frizzled proteínas.
Estan implicadas en la regulación de
patrones en las extremidades, el
desarrollo del cerebro medio y ciertos
aspectos de la diferenciación de
somitas y estructuras urogenitales.
Cuenta con más de 30 miembros e incluye:
Factor de crecimiento transformante
beta.
Proteinas morfogenéticas oseas (BMP).
Familia de la activina.
Factor de inhibición mülleriano.
Son importantes para la formación de la
matriz extracelular y la ramificación epitelial
que se observa durante el desarrollo de
pulmones, riñones y glándulas salivales

19. Vías de señalización
clave para el
desarrollo

20. Sonic Hedgehog (SHH) es una proteína esencial en el desarrollo embrionario.
Controla la formación de la línea media, el eje izquierda-derecha y los
patrones neurales, además de guiar la morfogénesis de órganos (cerebelo,
corazón, pulmones, riñones, páncreas) y estructuras especializadas como
dientes, folículos pilosos, oído y ojos.
La vía Sonic Hedgehog actúa mediante gradientes de concentración que
definen la identidad celular activando factores GLI, reguladores de
diferenciación y organización tisular. Su alteración provoca malformaciones
graves, como la holoprosencefalia (falla en la división de la línea media del
cerebro y la cara). Vía Sonic Hedgehog El gen maestro de la embriogénesis

21. Sadler TW. Langman. Embriología médica. 15.ª ed. Barcelona:
Wolters Kluwer; 2019. p. 9, fig. 1-7. Tras su síntesis, la SHH se corta y se modifica con colesterol en el extremo C y ácido
palmítico en el N, lo que la activa por completo; luego, gracias a la proteína Dispatched, se
libera para formar gradientes de concentración. El colesterol es esencial porque 1) permite
que SHH se ancle a la membrana, 2) asegura su correcta activación junto al ácido palmítico y
3) posibilita su liberación y distribución como morfógeno.

22. Polaridad celular planar:
vía de la extensión
convergente

23. Iniciación por Wnt/Fz: PCP (polaridad celular planar) es el mecanismo que
alinea las células en el plano del tejido. Se activa mediante la unión de
una proteína Wnt al receptor Frizzled (Fz) en la membrana, en compañía
de otras dos proteínas transmembrana (Celsr y Vangl). Activación de Dishevelled (Dvl): La señal de Wnt/Fz activa la proteína
intracelular Dishevelled (Dvl). Dvl se encuentra vinculada a la membrana
por proteínas mediadoras (Prickle y Diego) y actúa como intermediario
que transmite la señal hacia el interior de la célula. Rho y Rac (GTPasas): Dvl estimula entonces proteínas pequeñas llamadas Rho y Rac,
que regulan la estructura interna de la célula. En concreto, RhoA promueve la
formación de fibras de actina (modificando el citoesqueleto) y Rac actúa sobre
quinasas posteriores. 1
2
3

24. Kinasa JNK y efectos celulares: Rac activa la quinasa JNK (c-Jun N-terminal kinase), que induce
cambios en el citoesqueleto y en la expresión génica. JNK reorganiza la red de actina y también
influye en factores de transcripción que regulan genes clave para la forma y función celular. Cierre del tubo neural: Estas señales coordinan la elongación y adelgazamiento del tejido
durante la neurulación. En apoyo, se sabe que mutaciones en los genes FZ, CELSR, VANGL o
DVL provocan defectos en el cierre del tubo neural en ratones, y cambios en VANGL causan
defectos similares en humanos. 4
5

25. La vía NotchLa vía de señalización Notch
funciona cuando los receptores de
membrana Notch se unen a
ligandos especiales de la familia
DSL (Delta, Serrate, y LAG-2).
Como estos ligandos también
están anclados en la membrana
de otra célula, la comunicación
requiere contacto directo entre
células (yuxtacrina). En vertebrados, la vía de señalización
Notch es necesaria para el correcto
desarrollo cardiovascular. Los
componentes de esta vía se expresan
de forma robusta en el endocardio
embrionario, mediando interacciones
críticas del endocardio con la cresta
neural y el miocardio, esenciales para
la formación de cámaras y válvulas
cardíacas y la especificación de los
vasos coronarios.

26. Receptores y ligandos: en las
células de los mamíferos hay 4
tipos de receptores Notch, que
son como “antenas” en la
membrana. Estos receptores se
activan cuando hacen contacto
directo con ciertos ligandos que
también están en la membrana
de otra célula vecina. Los
ligandos principales son Jagged
1 y 2, y Delta 1, 2 y 3. Unión y cambio de
forma: cuando un
ligando se une a su
receptor Notch, el
receptor sufre un
cambio en su estructura. Escisión y acción en el núcleo:
cuando el ligando se une al
receptor Notch, este se corta y
libera una parte que estaba
dentro de la célula (porción
intracelular). Esa fracción viaja
directamente al núcleo, donde
actúa sobre el ADN para activar
genes, sin necesidad de
segundos mensajeros ni pasos
intermedios.

27. Activación de genes: dentro del núcleo, esta fracción se une a una proteína que
normalmente bloquea la expresión de ciertos genes. Al unirse, quita el freno de esa
proteína represora y permite que los genes diana de Notch se activen. Participa en:
-Proliferación celular (que las células se
multipliquen).
-Apoptosis (muerte celular programada).
-Transiciones epitelio-mesénquima (cuando una
célula epitelial cambia a una mesenquimal, muy
importante en desarrollo y cicatrización).
-Diferenciación neuronal (qué células se
convierten en neuronas).
-Formación de vasos sanguíneos (angiogénesis).

28. ¡Gracias!