Biología del Desarrollo

Semestre:

7°

Fecha de elaboración:

Agosto de 2013

Fecha de revisión:

Septiembre de 2013

Elaborado por:

Iván Martínez Dunker

Ciclo de formación:

Profesional

Área curricular:

Ciencias de la Disciplina

Tipo de unidad:

Teórica

Carácter de unidad:

Obligatoria

Clave:

BS01FP050010

Créditos:

10

Semestre:

7°

Horas Teoría:

5

Horas Práctica:

0

Programas académicos en los que se imparte:

Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica

Prerrequisitos:

Identifica las estructuras básicas de las células eucarióticas. Relaciona la estructura con la función de los componentes celulares y conoce los mecanismos moleculares que permiten el funcionamiento celular. Integrar los conocimientos previos de bioquímica y biología molecular en la unidad biológica básica que es la célula.

Antecedentes Recomendadas:

Ninguna

Consecuentes Recomendadas:

  • Ninguna

Presentación de la unidad de aprendizaje:

La Biología del Desarrollo es una disciplina moderna, debido a los grandes avances que se han dado en los campos de la biología molecular y celular, así como a las tecnologías computacionales, lo que ha permitido una integración de estas áreas para el entendimiento de los procesos involucrados en el desarrollo del organismo. Se estudian las bases moleculares que dirigen los mecanismos moleculares. Esta unidad de aprendizaje está diseñada para dar una introducción del desarrollo animal, tratando de integrar el estudio de moléculas, células, tejidos, órganos y organismos a lo largo del tiempo. Se analizarán diferentes mecanismos, desde los que establecen los patrones en un huevo no fertilizado, hasta los que dirigen la morfogénesis de los órganos. También se discutirá la evolución de los mecanismos de desarrollo. Los temas incluyen fertilización, segmentación, gastrulación, especificación de ejes, organogénesis, morfogénesis y gametogénesis.

Propósito de la unidad de aprendizaje:

Comprender los patrones de desarrollo y los procesos morfogenéticos en sistemas biológicos tipo. Integrar conceptos sobre varios mecanismos del desarrollo al nivel molecular, celular y orgánico. Adquirir un panorama de las estrategias y técnicas experimentales para el estudio de los cambios en la ontogenia de diversos organismos.

Competencias profesionales:

Contribución al perfil de egreso:

Secuencia temática:

  1. I Introducción.
    1. Principios de la biología del desarrollo.
    2. Ciclos de vida y evolución de patrones de desarrollo. Protistas unicelulares. Multicelularidad y diferenciación celular. Dipoblastos. Protostomados y deuterostomados.
    3. Principios de la embriología experimental. Mecanismos de especificación celular. Morfogénesis y adhesión celular.
    4. Comunicación celular en el desarrollo. Inducción y competencia. Factores parácrinos. Cascadas de señalización. Factores juxtácrinos. Mantenimiento del estado diferenciado.
  2. II Fertilización.
    1. Estructura de los gametos. El esperma. El óvulo. Reconocimiento entre esperma y óvulo.
    2. Fertilización en erizo de mar. Atracción del esperma. La reacción acrosomal. Reconocimiento especie específica. Fusión de las membranas del esperma y el huevo. Bloqueo rápido de la polispermia. Bloqueo lento de la polispermia. Reacción de los gránulos corticales.
    3. Fertilización en mamíferos. Translocación y capacitación de los espermatozoides. Híper activación y quimiotaxis. Reconocimiento en la zona pellucida. Fusión de gametos y prevención de la polispermia. Fusión del material genético.
  3. III Desarrollo temprano en algunos invertebrados.
    1. Introducción. Segmentación, gastrulación y formación de ejes.
    2. Erizo de mar. Formación de la blástula. Mapas de destino celular. Gastrulación.
    3. Caracoles. Mapa de destino celular. Lóbulo polar. Gastrulación.
    4. Tunicados. Mapa de destino celular. Especificación autónoma y condicionada. Especificación de ejes embrionarios. Gastrulación.
    5. Ceanorhabditi. elegans. C. elegans como modelo experimental. Establecimiento de los ejes antero-posterior y dorso ventral. Especificación autónoma y condicionada. Gastrulación.
  4. IV Especificación de ejes en Drosophila.
    1. Fertilización, segmentación y gastrulación en Drosophila.
    2. Genética del establecimiento de los ejes embrionarios. Polaridad antero-posterior y dorso-ventral en el ovocito. Dorsal: morfógeno ventral y sus efectos. Gradientes maternos. Bicoid, nanos, Hunchback, genes del grupo terminal. Genes gap. Genes de “pair-rule”, genes de polaridad de segmento, genes homeoticos.
  5. V Desarrollo temprano y formación de ejes en anfibios.
    1. Fertilización y rotación cortical.
    2. Transición de la blástula media.
    3. Gastrulación.
    4. Inducción primaria embrionaria.
    5. El organizador. Establecimiento del organizador. Centro de Nieuwkoop. Función del organizador. Inhibidores de los BMP y Wnt.
    6. Especificación del eje derecho-izquierdo.
  6. VI Desarrollo temprano en peces.
    1. Segmentación y gastrulación. Formación de las capas germinales. Establecimiento de ejes. El escudo embrionario y el centro de Nieuwkoop.
  7. VII Desarrollo temprano en aves.
    1. Segmentación y gastrulación. El hipoblasto. La línea germinal. Epibolia del ectodermo. Establecimiento de ejes. Papel de la gravedad y el pH. El organizador en pollo.
  8. VIII Desarrollo temprano en mamíferos.
    1. Segmentación y gastrulación. Compactación. Escape de la zona pellucida. Modificaciones para el desarrollo dentro de otro organismo. Establecimiento de ejes. FGF. Acido retinoico. Genes Hox. Nodal.
  9. IX Ectodermo.
    1. Sistema nervioso central. Establecimiento de las células neurales. Formación del tubo neural. Diferenciación del tubo neural. Arquitectura del sistema nervioso central. Diferenciación neuronal. Desarrollo del ojo en vertebrados.
    2. Epidermis. Origen de células epidermales. Apéndices cutáneos.
  10. X Cresta neural y especificidad axonal.
    1. Cresta neural. Especificación de las células de la cresta. Regionalización de la cresta. Caminos y mecanismos de migración de las células de la cresta. Pluripotencia de las células de la cresta.
    2. Especificidad axonal. Generación de patrones en el sistema nervioso. Atracción y repulsión. Moléculas difusibles. Selección de blancos. Formación de sinapsis. Sobrevivencia diferenciada. Factores neurotróficos.
  11. XI Mesodermo paraxial e intermedio.
    1. Formación de somitas. Periodicidad. Notch. Especificación del eje antero-posterior. Derivados de las somitas. Determinación del esclerotomo, dermatomo y miotomo.
    2. Miogénesis. Especificación y diferenciación por proteínas bHLH. Fusión muscular.
    3. Osteogénesis. Osificación endocondrial. Formación de vertebras. Formación de tendones.
    4. Mesodermo intermedio. Especificación del mesodermo intermedio. Pax2/8 y Lim1. Sistema urogenital. Progresión de tipos de riñones. Interacciones recíprocas.
  12. XII Mesodermo de la placa lateral y endodermo.
    1. El corazón. Especificación del tejido cardiaco. Fusión de los rudimentos del corazón. Formación de las cámaras cardiacas.
    2. Formación de vasos sanguíneos. Vasculogénesis. Angiogénesis. Diferenciación arterial y venosa. Factores angiogénicos. Vasos linfáticos.
    3. Desarrollo de células sanguíneas. Concepto de célula madre. Sitios de hematopoyesis. Células comprometidas y sus destinos. Microambientes hematopoyéticos inductivos.
    4. Endodermo. La faringe. El tubo digestivo y sus derivados. El tubo respiratorio. Membranas extraembrionarias.
  13. XIII Desarrollo de las extremidades.
    1. Formación del primordio de la extremidad Especificación de campos de extremidad. Inducción temprana. Especificación de extremidades delanteras y traseras.
    2. Establecimiento de los ejes próximo-distal, antero-posterior y dorso-ventral. Cresta ectodérmica apical. FGFs. Hox. Zona de actividad polarizante. Muerte celular.
  14. XIV Determinación sexual.
    1. Determinación sexual cromosómica en mamíferos. Desarrollo de las gónadas. Mecanismos de determinación sexual primaria y secundaria en mamíferos. Sry. Dax. Sox9. Testosterona y dihidrotestosterona. AMH. Estrogenos.
    2. Determinación sexual cromosómica en Drosophila. Cascada genética. Sex-lethal. Doublesex. Compensación de dosis.
    3. Determinación sexual ambiental. Determinación sexual por temperatura en reptiles. Aromatasa. Determinación sexual dependiente del lugar.
  15. XV Línea germinal.
    1. Plasma germinal y determinación de las células germinales primordiales. Determinación de células germinales en nemátodos, insectos, anfibios, peces y mamíferos.
    2. Migración de células germinales.
    3. Espermatogénesis y ovogénesis.
  16. XVI Metamorfosis, regeneración y envejecimiento
    1. Metamorfosis en anfibios. Cambios relacionados con la metamorfosis. Control hormonal. Especificidad regional de programas de desarrollo.
    2. Metamorfosis en insectos. Discos imagales. Control hormonal.
    3. Regeneración. Regeneración epimórfica en salamandra. Regeneración morfaláctica en Hydra. Regeneración compensatoria en el hígado en mamíferos.
    4. Envejecimiento. Causas de envejecimiento. Envejecimiento genéticamente programado. Longevidad.
  17. XVII Implicaciones médicas de la biología del desarrollo.
    1. Errores genéticos en el desarrollo humano. Pleiotropía. Heterogeneidad genética. Variabilidad fenotípica. Mecanismos de dominancia. Errores endógenos de procesamiento de RNA nuclear. Errores endógenos de traducción.
    2. Infertilidad. Diagnóstico. Fertilización in Vitro.
    3. Teratogénesis. Agentes teratógenos: alcohol, ácido retinoico, disruptores endócrinos. Disgénesis testicular. Bisfenol-A.
    4. El futuro de la medicina. Terapias contra el cáncer. Terapia génica. Terapia de línea germinal. Células germinales y clonación terapéutica.
  18. XVIII Influencia del medio ambiente en el desarrollo animal.
    1. El ambiente como parte normal del desarrollo. Gravedad. Presión. Simbiosis de desarrollo. Sexo. Diapausa. Polifenismos y plasticidad.

Criterios de Evaluación:

Bibliografía básica:

  • Gilbert S.F. 2006. Developmental biology. 8a edición. Ed. Sinauer Associates, Inc.

Bibliografía complementaria: