Il controllo gene1co della forma del corpo: geni archite7 e regolazione genica durante lo sviluppo embrionale. Simona Casarosa
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1 Il controllo gene1co della forma del corpo: geni archite7 e regolazione genica durante lo sviluppo embrionale. Simona Casarosa Laboratorio di Neurobiologia dello Sviluppo Centro Interdipar5mentale per la Biologia Integrata (CIBIO) Università di Trento casarosa@science.unitn.it
2 Che cos è lo sviluppo? Lo sviluppo è il processo afraverso cui da una unica cellula (zigote) viene formato un organismo complesso formato da organi e tessu5
3 La Biologia dello Sviluppo studia lo sviluppo embrionale degli organismi pluricellulari
4 Lo sviluppo embrionale umano dal concepimento alla 9 a sejmana di gestazione
5 I fenomeni fondamentali delle prime fasi dello sviluppo embrionale sono: La divisione cellulare La migrazione cellulare Il differenziamento cellulare
6 La segmentazione é cos5tuita da una serie di divisioni mito5che estremamente rapide, in cui l enorme volume dello zigote viene suddiviso in numerose cellule più piccole. Queste cellule sono chiamate blastomeri, e alla fine della segmentazione di solito formano una sfera cava chiamata BLASTULA
7 La segmentazione degli Anfibi TuJ i filma5 sono scaricabili da: hfp://
8 Successivamente al rallentamento delle divisioni mito5che, i blastomeri compiono ampi movimen5 con i quali cambiano posizione gli uni rispefo agli altri. Questo processo si chiama GASTRULAZIONE. Come risultato della gastrulazione gli embrioni possiedono tre fogliej embrionali, l ECTODERMA, l ENDODERMA ed il MESODERMA.
9 La gastrulazione degli Anfibi
10 Differenziamento: la formazione di 5pi cellulari specializza5 e diversifica5 a par5re da una singola cellula (zigote)
11 Differenziamento: la formazione di 5pi cellulari specializza5 e diversifica5 a par5re da una singola cellula (zigote)
12 Espressione genica differenziale I nuclei di tufe le cellule contengono il genoma completo formatosi nell uovo fecondato. In termini molecolari, i DNA di tufe le cellule differenziate sono uguali. I geni che non vengono usa5 in cellule differenziate non vengono muta5 né distruj, e mantengono la potenzialità di essere espressi. Solo una piccola percentuale del genoma si esprime in ciascuna cellula, e una porzione dell RNA sinte5zzato nella cellula è specifico per quel 5po cellulare. QUINDI: LE CELLULE SONO DIVERSE PERCHE ESPRIMONO RNA DIVERSI
13 Chordin
14 Animali modello
15 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1995 "for their discoveries concerning the gene5c control of early embryonic development" Edward B. Lewis Chris5ane Nüsslein- Volhard Eric F. Wieschaus Using Drosophila Nüsslein- Volhard and Wieschaus were able to iden5fy and classify a small number of genes that are of key importance in determining the body plan and the forma5on of body segments. Lewis inves5gated how genes could control the further development of individual body segments into specialized organs. He found that the genes were arranged in the same order on the chromosomes as the body segments they controlled. "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1995". Nobelprize.org. 22 Mar 2012 hfp://
16 La Drosophila presenta un organizzazione segmentale a par5re dall embrione, nella larva e nell adulto
17 PaFern di espressione dei geni omeo5ci
18 I meccanismi molecolari per la costruzione degli organismi sono ampiamente conserva5
19 Geni omologhi ai geni omeo5ci di Drosophila sono presen5 anche nei Vertebra5: i geni Hox - Colinearità spazio- temporale - Bordo anteriore d espressione nefo - Specificano l iden5tà posizionale lungo l asse AP per neuroectoderma e mesoderma
20 I geni Hox hanno un bordo anteriore di espressione nefo HoxD2 HoxD4 Se un gene Hox viene perso lo sviluppo dei rombomeri si altera, e di conseguenza anche quello degli archi branchiali, delle strufure del collo o della testa hfp://
21 Conservazione evolu5va del codice Hox: la combinazione di geni Hox espressi determina il 5po di vertebra
22 Alterazioni nell espressione dei geni Hox possono portare a gravi difej dello sviluppo embrionale quindi a gravi malformazioni EffeFo di dosi crescen5 di acido re5noico (derivato della Vit.A, è presente in farmaci usa5 per curare l acne cis5co) sullo sviluppo dello scheletro: l acido re5noico agisce modificando l espressione dei geni Hox hfp://
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