Desarrollo del sistema nervioso (primera parte)

julio 18, 2007 at 8:44 pm Deja un comentario

lamina_desarrollo.jpg

11.1. Gastrulación

Proceso por el cual la masa celular interna (embriblasto) se convierte en un disco embrionario trilaminar, se inicia al final de la primera semana y termina en la tercera semana con la formación de tres capas germinales primarias: ectodermo, mesodermo y endodermo. La estría primitiva aparece al principio de la tercera semana en la cara dorsal del disco embrionario en su extremo caudal formado por células epiblásticas. A medida que se alarga la estría primitiva, su extremo craneal crece para formar el nudo primitivo. La estría primitiva produce un tejido llamado mesenquima o mesoblasto que originará el mesodermo.

11.2. Proceso notocordal

Desde el nudo primitivo de la estría primitiva en sentido craneal migran células que forma un cordón celular medial, que crece entre el ectodermo y el endodermo hasta llegar a la placa procordal área circular sitio futuro de la boca (membrana bucofaringea), la membrana colacal se encuentra caudal a la estría primitiva, sitio futuro del ano.

11.3. Notocordio

Bastón celular que se desarrolla por transformación del proceso notocordal. Hacia finales de la tercera semana se ha formado casi por completo, su importancia:

 

  • Define el eje primitivo del embrión y le proporciona cierta rigidez.
  • Forma el esqueleto axil óseo del adulto (columna vertebral, costillas, esternon y craneo), permanece en el núcleo pulposos de cada disco intervertebral.
  • Induce al ectodermo que lo recubre para formar la placa neural (precursor del SNC).

11.4. Neurulación

Proceso de formación de la placa neural, pliegues y su cierre para la formación del tubo neural. Este proceso termina a finales de la cuarta semana.

11.4.1. Placa neural

A medida que se desarrolla el notocordio, el ectodermo se engruesa para formar la placa neural que se ensancha en forma craneal y se extiende hacia la membrana bucofaringea. Alrededor del día 18 la placa neural se invagina a lo largo de su eje central para formar el surco neural, con pliegues neurales a cada lado.

11.4.2. Tubo neuronal

Hacia el final de la tercera semana, lo pliegues neurales, cercanos a la línea media del embrión, se mueven uno hacia el otro y se fusionan, lo que convierte a la placa en el tubo neural. La formación se inicia en la parte media del embrión y progresa hacia extremo craneal (se cierra más rápido) y caudal. El tubo neural se diferencia en el Encéfalo y la Médula espinal.

11.4.3. Cresta neural

A medida que se fusionan los pliegues neurales para formar el tubo neural, algunas células neuroectodérmicas que se encuentran a lo largo de la cresta de cada pliegue pierden sus afinidades y fijaciones con células vecinas. Estás células de la cresta migran hacia los lados del tubo neural una vez que éste se ha separado del ectodermo superficial. Al inicio es una masa aplanada que luego se separa en partes derecha e izqueirda, migran hacia las caras dorsales laterales del tubo neural, donde originan los ganglios sensoriales de los nervios raquídeos y craneales Importancia: originan los ganglios raquídeos (ganglios de las raíces dorsales) y los ganglios del sistema nervioso autónomo. Los ganglios de los pares craneales V, VII,IX y X derivan en parte dela cresta neural. Constituyen las vainas de los nervios (células de Schwann) y el recubrimiento del encéfalo y la médula espinal.

11.4.4. Alantoides

Aparece en la tercera semana como una evaginación o divertículo pequeño en forma de salchichón, de la pared caudal del saco vitelino. Participan en la formación temprana de la sangre y los vasos sanguíneos. Uraco.

11.4.5. Desarrollo de las somitas

A medida que se desarrolla el notocordio y el tubo neural, el mesodermo que se sitúa junto a ellos forma columnas longitudinales que conforman el mesodermo paraaxil. Estas columnas se comienzan a dividir en cuerpos cuboides en pares llamadas somitas. El primer par se forma a una corta distancia caudal del extremo craneal del notocordio. Importancia originan la mayor parte del esqueleto axil.

11.4.6. Desarrollo de la médula espinal

El tubo neural caudal al cuarto par de somitas forma la médula espinal. Se engruesan sus paredes laterales hasta que sólo queda un conducto central diminuto, en la novena semana. La pared del tubo neural está constituida por un neuroepitelio grueso que origina todas las neuronas y células de macroglia de la médula espinal.

 

  • Sustancia blanca: se forma a partir de la zona marginal del neuroepitelio.
  • Axones: crecen a partir de los cuerpos de las células nerviosas de la médula espinal, ganglios raquídeos y encéfalo.
  • Neuroblastos: células neuroepiteliales que se diferencian en neuronas primordiales. Forman una zona intermedia entre las zonas ventricular y marginal.
  • Células de la microglia: tipo más pequeño de célula neuroglial, se diferencia de las células mesenquimatosas que rodean el SNC.
  • Surco limitante: surco longitudinal superficial formado por engrosamiento de las paredes laterales de la médula espinal. Delinea la parte dorsal o placa alar (aferente) de la porción ventral (eferente) o basal.
  • Placas alares: forman la sustancia gris dorsal en las columnas que se extienden a lo largo de la médula espinal (astas grises dorsales). A medida que crecen las placas alares se forma el tabique dorsal y se reduce el tamaño del conducto central.
  • Placas basales: se forman las astas grises ventrales (columnas) y astas grises laterales (columnas). Los axones de las células de las astas ventrales salen de la médula espinal y forman haces grandes de nervios (raíces ventrales de los nervios raquídeos).
  • Cisura media ventral: se forma en la superficie ventral de la médula espinal, al crecer las placas basales que producen un tabique medio ventral.
  • Ganglios raquídeos: las neuronas unipolares de los ganglios derivan de las células de la cresta neural. En un inicio los axónes de las células de los ganglios son bipolares, luego se unen los dos procesos en forma de T en procesos central (penetran en la médula espinal y constituyen las raíces de los nervios raquídeos) y periférico (pasan de los nervios raquídeos a terminaciones sensoriales especiales en estructuras somáticas o viscerales).

11.5. Mecanismos causales en la morfogénesis del tubo neural

11.5.1. Etapas de los fenómenos que acaecen durante la neurulación a los distintos niveles de organización biológica

1. Inducción primaria. Transferencia de información. Determinación tisular y regional. Elongación notocordal.
2. Reordenamiento supranotocordal. Migración topogenética. Patrones divisionales.
3. Muerte celular.
4. Inhibición hídrica. Ordenación microtubular. Polimerización de subunidades. Transporte. Elongación celular.
5. Pérdida de adhesividad basal.
6. Incremento de adhesividad apical. Microfilamentos. Constricción apical Ca+2. Actina estructura desmosómica primitivas.
7. Blebbing (?). Glicoproteínas. Surface cell coat.
8. Descenso del núcleo.
9. Célula en botella. Liberación de las fuerzas tensionales del ectodermo. Elevación y acercamiento de rodetes neurales.
10. Mecanismo superficial de cierre. Lamelepodios. Filopodios. Top cells. CAM (cell adhesión molecules).
11. Matriz extracelular. Hialuronatos. Glucosaminoglicanos.

11.5.2. Síntesis de proteínas durante el desarrollo del SNC

Los mecanismos celulares y subcelulares no están definidos con precisión, el Sistema Nervioso es heterogéneo de región a región en cuanto al momento del desarrollo de sus distintos tipos de células y la interacción tan compleja que existe entre ellas.
Esquema general aplicable a todas las especies:

 

  • Organogénesis y multiplicación neuronal.
  • Período crítico ( las injurias producidas pueden ser perdurables)
    • Crecimiento axonal y dentrítico, multiplicación glial y mielinización.
    • Crecimiento de tamaño.
  • Maduración, tamaño adulto.
  • Envejecimiento.

Existen especies de mamíferos cuyo desarrollo del sistema nervioso es prenatal: nacen con el cerebro totalmente desarrollado (ej. cobaya) se clasifican como especies precoces. Otros mamíferos cuyo desarrollo del sistema nervioso se complementa en la etapa postnatal: la división celular se prolonga hasta las primeras fases del período postnatal, y la diferenciación celular tiene lugar a partir de ese momento, se clasifican como especies no precoces.

11.5.2.1. Etapas de la biosíntesis de proteínas

 

  • Iniciación: La subunidades ribosomales se unen al extremo 5´ terminal del mRNA por la acción de diferentes componentes protéicos.
  • Elongación: El ribosoma se desplaza a lo largo de la molécula del mRNA y se sintetiza la proteína codificada en el mensajero.
  • Terminación: La cadena polipeptídica y el mRNA se separan del ribosoma.

INICIACIÓN: Consta de cinco pasos.
1. Disociación del Ribosoma:
Participantes. Factores de inicio: eIF-3, eIF-1 A, subunidad 40 S
Acción: unión de factores de inicio y subunidad 40S.
Producto: disociación del ribosoma 80S en subunidades 40S y 60S e impide su unión . La unión de eIF-3 evita que se unan.
2. Formación del complejo ternario:
Participantes. GTP, IF-2,met-tRNAi, codón de inicio AUG.
Producto: eIF-2 metil-tRNA-GTP.
Factores desestabilizadores: Co-eIF-2ª y GEF (factor intercambiador de nucleótidos.
Factor reciclador: eIF-2 convierte de factor inactivo eIF-2.GDP en activo eIF-2.GTP.
3. Interacción del complejo ternario con la subunidad ribosomal 40 S:
Participantes: Complejo ternario, subunidad ribosómica 40S, IF-3 y eIF-1A (estabiliza).
Producto: formación del complejo de preiniciación.
4. Unión del mRNA al complejo de preiniciación:
Participantes: mRNA, complejo de preiniciación
Dependiente de : ATP y otros factores eIF-4 A, eIF-4B, eIF-4E ó CBPI y eIF-4F ó CBPII participa en el reconocimiento y unión del mensajero.
Producto: nuevo complejo de preiniciación.
5. Unión a la subunidad 60S:
Participantes: Nuevo complejo de preiniciación , subunidad 60S, eIF-5
Acción: el eIF-5 reacciona con el complejo 40S hidroliza GTP , lo separa de eIF-2.GDP, PI y el eIF-3.
Producto: formación del ribosoma 80S. met-tRNA está en el sito P del ribosoma.

ELONGACIÓN: consta de 3 fases.
1. Adherencia del aminoacil-tRNA al sitio A:
Participantes: aminoacilo- tRNA, sitio A del ribosoma 80S, eEF-1 alfa (factor
de elongación)
Acción: el eEF-1 alfa se une al aminoácilo-tRNA . se libera eEF-1 alfa GDP
que luego se regenera a eEF-1 alfa GTP con ayuda de otros factores proteíni-
cos solubles.
2. Formación del enlace peptídico:
Enzima: peptidil-transferasa de la subunidad 60S. Acción: El extremo de la cadena polipeptídica se suelta del tRNA unido al sitio P y se une por un enlace peptídico con el grupo amino del aminoácido unido a la molécula de t-RNA situada en el sitio A.
3. Traslocación:
Participantes: Peptidil-tRNA recien formado en el sitio A, eEF-2 (factor de alargamiento), GTP. Acción: el peptidil-tRNA en el sitio A se trasloca al sitio P por eEF-2 y GTP.

TERMINACIÓN: consiste en la aparición del codón sin sentido o terminal del mRNA (UUA, UAG, UGA) en el sitio A y la unión del factor de terminación(RF) al codón. Impidiendo la peptidiltransferasa, no se produce enl enlace peptídico. Producto: Liberación de la cadena polipeptídica y con ayuda del factor eIF-3, la separación
del tRNA y de las unidades 60S y 40S.

11.5.2.2. Regulación de la síntesis de proteínas durante el desarrollo

 

  • La síntesis de proteínas decae durante el desarrollo: La síntesis es máxima en la fase perinatal del desarrollo cerebral, y disminuye durante el desarrollo postnatal hasta alcanzar los valores del adulto.
  • Alteración a nivel de los aminoácidos: Los aminoácidos esenciales están elevados durante el desarrollo fetal y el período perinatal y disminuya durante el desarrollo postnatal hasta los niveles normales.
  • Niveles de tRNA y actividad de aminoácil-tRNA sintetasa: Los niveles de sintetasas y t-RNA cerebral no juegan un papel importante en la regulación de la síntesis de proteínas, los niveles in vivo de aminoacil-tRNA, no coinciden con los cambios en la concentración de aminoácidos durante el desarrollo.
  • Actividad Ribosomal: Pequeños cambios en la composición del ribosoma como la fosforilación de alguna proteína constitutiva, o de algún factor debilmente asociado pueden alterar la síntesis de proteínas y dar razón de la diferente agregación de los ribosomas en las diferentes fases del desarrollo cerebral.
  • Incorporación de formil-metionil-tRNA a proteínas: es un donador del aminoácido iniciador en sistemas procariotas. Este aminoácido N.terminal no es reconocido por la proteasa N-terminal eucariota responsable de la separación del oligopeptido N-terminal que queda unido a la proteína y no se produce elongación. La iniciación in vitro disminuye durante el desarrollo cerebral de una forma análoga a la síntesis de la proteína global.
  • Formación de complejos ternarios: disminuye durante el desarrollo cerebral en las fracciones de factores crudos de iniciación cIF, paralelamente se produce un incremento con la edad en la formación de complejos ternarios en la fracción citosólica.
  • Regulación de la elongación: existen varios inhibidores de la síntesis de proteínas que interfieren en la actividad del factor de elongación (EF-1)que actúa en la unión del aminoacil-tRNA al sitio A).

11.5.2.3. Regulación de la iniciación

1. El reticulocito como modelo
Carácterísticas: El lisado de reticulocito carece de mitocondrias para sintetizar hemo, la síntesis de proteínas depende de hemo. El reticulocito no tiene núcleo, la estimulación de la síntesis de proteínas por hemo se produce a nivel de traducción.
2. Naturaleza del inhibidor controlado por hemo.
Inhibidores: ausencia de hemo, adición de HCL (Inhibidor controlado por hemo) en presencia de hemo.
Acción: inhibición de la traducción, disociación de polisomas, marcada disminución en la formación de complejos de iniciación 40S.
Revertidor: eIF-2 (factor de iniciación), disminución de la concentración de tRNA de doble cadena (proteína quinasa independiente de AMP cíclico que fosforila la subunidad alfa del factor eIF-2)
3. Regulación de la fosforilación del factor eIF-2: realizada por factor de intercambio entre GDP y GTP (GEF). Términos de la regulación de la iniciación en reticulocitos:

 

  • Cuando un ribosoma 80S se ha formado, se produce hidrólisis de GTP y se liberan al medio los factores eIF-2, GDP y el eIF-3.
  • A concentraciones fisiológicas la afinidad de eIF-2 por el GDP es 100 veces > GTP formándose eIF-2.GDP.
  • Ausencia de hemo o presencia de tRNA de doble cadena, se libera al medio eIF-2 alfa P y acompleja al GEF produciendo dos factores inactivos: eIF-2 alfaP.GEF y el IF-2.GDP, incapaz de intercambiar el GDP en condiciones fisiológicas.

11.5.2.4. Regulación de la iniciación durante el desarrollo cerebral

Se realizó un estudio de la iniciación de síntesis de proteínas durante el desarrollo cerebral. Animales utilizados ratas, de diferentes edades 4-10 días (lactantes) síntesis de proteínas muy activa y ratas de 60 días (adultos) se ha completado la maduración del cerebro y la síntesis protéica es menos activa.

1. Purificación del factor eIF-2. Técnica : fracción ribosomal lavada con KCL 0,5 M.
Existe una falta de correlación entre actividad del factor en las fracciones crudas y purificadas, el comportamiento funcional es diferente para ambos factores, debido a diferencias en la composición de las especies moleculares del eIF-2 de las fracciones de partida.
Factor de animales jóvenes tenía > pureza que la del factor de animales adul-
Pero el último tenía mayor actividad que el primero.
2. Heterogeneidad del factor: eIF-2 constituido por mezclas de diferentes especies moleculares de dicho factor:eIF-2 libre, eIF-2.GDP, eIF-2 alfa P.GEF. La actividad de iniciación depende de la proporción relativa de las diferentes especies del factor.
Se realizaron dos tipos de experimento para estudiar las distintas especies de eIF-2 en las fracciones de animales lactantes y adulto. 1. Formación de complejos binarios con GDP y posteriormente desplazamiento con GDP o GTP. 2. Estimulación de la formación de complejos ternarios con el factor GEF.
Conclusión: el factor obtenido a partir de animales lactantes contenía una relación eIF-2 GDP/eIF-2 > que el obtenido a partir de animales adultos
La cantidad de factor GEF recuperada es también mayor en los animales lactantes. Mayor síntesis de proteínas observada en la fraccción cruda de factores de iniciación de éstos animales.
3 Solubilidad del factor GEF: Se mide la actividad GEF tanto en las fracciones crudads de factores de iniciación como en las solubles de ambos animales lactantes y adultos. La actividad de GEF es mayor en la fraccción citosólica de los animales adultos y en la fracción ribosómica en los lactantes.
4 Fosforilación del factor de iniciación 2: Un estudio de la fracción protética asociada as ribosomas de animales lactantes y adultos mostr{o: mayor cantidad de proteínas en los animales lactantes por un mayor contenido en los ribosomas. La cantidad de proteínas por unidad de RNA era mayor en adultos. Un ribosoma adulto dispone de mayor cantidad de proteínas reguladoras.

11.5.2.5. Esquema general de la regulación

– Al completarse el ciclo de iniciación con la formación de un ribosoma funcional 80S.
– Se libera el eIF-2.GDP.
– El GEF intercambia GDP por GTP y permite que el complejo binario entre de nuevo al ciclo.
– En la fraccción ribosómica de animales lactantes, la concentración del complejo binario y la del GEF es mas alta que en animale adultos esto explica la mayor actividad de biosíntesis.
– El factor eIF-2 fosforilado en su subunidad a, forma el complejo eIF-2 a P GEF se solubiliza y detecta en la fracción citosólica.
– La actividad histona quinasa es mayor en la fraccción soluble de estos animales su actividad biosintética es menor.
– Su hipótesis sugiere que la disminución de la velocidad de iniciación de la síntesis de proteínas en el desarrollo cerebral de la rata está determinada por un paulatino incremento de actividad eIF-2 a quinasa, capaz de unir GEF y desprenderse del ribosoma.

DEFINICIÓN DE TÉRMINOS

CODONES: Nucleótidos encontrados en el DNA denominados con letras A, G, T y C organizados en palabras claves de 3 letras.
CODIGO GENÉTICO: Conjunto de codones.
GEN : Ordenamiento lineal de codones especifica la síntesis de varias moléculas de RNA, la mayor parte responsable de algún aspecto de la síntesis de proteínas
IMPORTANCIA DEL CÓDIGO GENÉTICO
a. Proporciona la base de la explicación en que los defectos de las proteínas puede causar enfermedad y sirven para el diagnóstico y quizá para el tratamiento de las enfermedades genéticas.
b. La fisiopatología de numerosas infecciones virales se relaciona con la capacidad de éstos de interrumpir la síntesis proteica, en la célula huesped.
c. Antibacterianos son efectivos porque interrumpen la síntesis proteínica en la célula invasora.
RNA mensajero (mRNA): Contiene la información genética (secuencia de nucleótidos) que proviene del DNA.
RNA de transferencia (tRNA): Molécula adaptadora que traduce los codones en la secuencia de aminoácidos de una proteína.
RIBOSOMA: Componente celular sobre el cual interactúan las entidades funcionales para ensamblar las proteínas. Composición: dos subunidades 40S y 60S
POLISOMAS: se forman cuando muchos ribosomas pueden agregarse y traducir simultáneamente una sola molécula de RNAm. Función sintetizan proteínas que permanecen dentro de la célula.
RETICULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO: compartimiento de membranas con polirribosomas adheridos. Función: síntesis de proteínas integrales de la membrana y de secreción.
REQUERIMIENTOS DE LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS: requiere 20 aminoácidos distintos, por lo menos debe haber 20 codones distintos que comprendan la clave genética.
CODIGO DE TRIPLETAS: Cada codón consiste en una secuencia de 3 nucleótidos.
CODONES SIN SENTIDO: Son tres que no codifican para aminoácidos específicos, dos se utilizan en la célula como señales de terminación ( especifican donde detener la polimerización de los aminoácidos en la molécula de proteínas.
DEGENERACIÓN: En el código genético, varios codones deben codificar para el mismo aminoácido ejm. existen 6 codones diferentes específicos para serina , 1 sólo codón para metionina.
ANTICODÓN: Secuencia específica complementaria de un codón, contenida en cada molécula de t RNA, así estas moléculas adaptadoras reconocen los codones específicos en el mRNA.
DESARROLLO: implica dos fenómenos crecimientos y diferenciación.
CRECIMIENTO: la masa celular aumenta de una forma controlada y ordenada en los diferentes órganos hasta alcanzar los valores del adulto.
DIFERENCIACIÓN: Ocurre paralelo al crecimiento es la expresión de determinados genes en células específicas.

Entry filed under: Sin categoría. Tags: .

Sistema nervioso Una toxina “ilumina” las células cancerígenas

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

Trackback this post  |  Subscribe to the comments via RSS Feed


La Fundación Anna Vázquez es una entidad sin fines de lucro aprobada legalmente según Personería Jurídica Nº 361/07 CUIT30-71028256-7 Tiene como misión atender las necesidades del niño enfermo de cáncer cerebral y su familia a lo largo de las distintas etapas de la enfermedad. IMPORTANTE: Este es un SITIO DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA, por lo cual contiene imágenes médicas que pueden alterar su sensibilidad
Los artículos puestos a consideración aquí son de carácter netamente informativo y de ninguna manera deben tomarse como consejo profesional, visite a su médico para obtener diagnóstico y tratamiento. Las expresiones aquí vertidas en los comentarios o en los artículos recopilados, son exclusiva responsabilidad de sus autores y no concuerdan necesariamente con las opiniones de quienes formamos la Fundación.

Estadísticas del Web Site de la Fundación Anna Vázquez

  • 11,915,931 personas ya nos visitaron...
julio 2007
L M X J V S D
« Jun   Ago »
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Archivos de la Fundación Anna Vázquez


A %d blogueros les gusta esto: