aula 2_SISTEMAS MODELOS-parte 1

Prévia do material em texto

*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Biologia do Desenvolvimento
Profa. Luciana Alves de Oliveira
2013/1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
BIOMEDICINA
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Organismos-modelo
Organismos-modelo: vertebrados
Organismos-modelo: invertebrados
Sistemas-modelo: vegetais
Genes do desenvolvimento
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
ORGANISMOS-MODELO
Rã Xenopus, camundongo, galinha, zebrafish (Brachydanio rerio)‏
 Mosca-da-fruta Drosophila, nematódeo Caenorhabditis elegans
Manuseio, conhecimento genético
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Embrião de galinha: ↑ disponibilidade, manipulação microcirúrgica; ↓ genética.
Camundongo: ↑ genética, mutações; desenvolvimento inteiramente no interior da mãe. Melhor modelo para mamíferos.
Zebrafish: ↑ disponibilidade, embriões transparentes, ↑ potencial para investigação genética.
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Drosophila: ↑ disponibilidade, investigação genética.
C. elegans: simplicidade do organismo (<1000 células), embriões transparentes, linhagens celulares invariantes, análise e modificações genéticas.
 Arabidopsis thaliana: modelo para vegetais com flor; genética.
Outros: Moluscos, ascídias ou tunicados (animais marinhos).
The rare Lesser Spotted Worm
A C. elegans animal showing the expression pattern of the atypical calpain, TRA-3, highlighted with red fluorescent protein, has been crossed into an animal with green fluorescent protein expressed in the ventral nerve cord. Such animals assist in highlighting the neuronal expression of TRA-3. [Zeiss microscope]  
(contribui na detecção da expressão neuronal da TRA-3) fonte:<http://www.bristol.ac.uk/biochemistry/news/archive/jun07.html>
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
 Arabidopsis thaliana: modelo para vegetais com flor; genética.
Outros: Moluscos, ascídias ou tunicados (animais marinhos).
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Termos/Mecanismos de desenvolvimento embrionário:
Ovócito: célula germinativa feminina produzida nos ovários.
Espermatozóide: célula germinativa masculina produzida nos testículos.
Zigoto: célula resultante da união do ovócito e espermatozóide durante a fertilização.
 
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Termos/Mecanismos de desenvolvimento embrionário:
Clivagem: série de divisões celulares mitóticas do zigoto que resultam nos blastômeros.
Mórula: estágio inicial de embriões, quando a clivagem origina uma esfera sólida de células, com cerca de 12 a 32 blastômeros.
 Os blastômeros mudam sua forma e juntam-se uns aos outros (compactação: mediada por glicoproteínas de adesão de superfície celular).
 
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
Termos/Mecanismos de desenvolvimento embrionário:
Blástula: resultado da clivagem. É uma esfera oca, composta por uma camada epitelial de pequenas células, envolvendo uma cavidade cheia de fluido (a blastocele). Nesse estágio em que ocorre a implantação do embrião na parede uterina.
Gástrula:blastocisto transforma-se em gástrula, é formado um disco embrionário trilaminar, que originará as camadas germinativas (ecto, endo e mesoderme). 
Ectoderme cobre o embrião e mesoderme e endoderme movem-se para o seu interior.
 
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
ORGANISMOS-MODELO: VERTEBRADOS
gastrulação 
 movimentos celulares 
 movimentos das camadas germinativas
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Diferenças nos vertebrados:
Nutrição dos embriões: forma geral dependerá da quantidade de vitelo do ovo e as estruturas que tem desenvolver para utilizar a fonte de nutrientes.
Ex.: mamíferos: é necessário desenvolver estruturas extra-embrionárias da placenta.
Após a gastrulação: similares - atingem estágio filotípico: notocorda, somitos e tubo neural.
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Ampla faixa de temperatura, influencia a velocidade do desenvolvimento.
Xenopus laevis: ovos fertilizados de fácil obtenção, resistentes à infecções após microcirurgias.
Região animal do óvulo: extremidade onde localiza-se o núcleo, geralmente, distante do vitelo.
Região vegetal: parte mais terminal, situado na posição oposta.
Membrana vitelínica: envolve o óvulo.
Anfíbios
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Fertilização meiose m. vitelínica se descola ovo gira e região vegetal fica para baixo rotação cortical determina o futuro lado dorsal do embrião (o embrião desenvolve-se do lado oposto ao da entrada do sptz).
Anfíbios
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
1ª clivagem eixo animal-vegetal embrião metades
2ª clivagem eixo animal-vegetal perpendicular a 1ª
3ª clivagem equatorial: resulta 4 células animais e 4 vegetais 
 blastômeros blástula
Camadas movem-se para o interior da gástrula, convergem e estendem ao longo do eixo ântero-posterior, sob a ectoderme. A ectoderme espalha-se cobrindo todo o embrião.
Espaço entre endoderme e células vitelínicas vegetais: arquêntero, precursor da cavidade intestinal.
Anfíbios
Movimentos celulares da gastrulação convertem a blástula em três camadas com eixos ântero-posterior e dorso-ventral.
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Durante a gastrulação:
 Epibolia: processo em que a ectoderme estende-se para cobrir todo o embrião;
 Mesoderme da região dorsal desenvolve: notocorda (formada ao longo da linha média dorsal e posteriormente, incorporada à vértebra) e somitos (resultam da segmentação da mesoderme e posicionam-se aos pares de cada lado da notocorda); 
Anfíbios
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Gastrulação neurulação
Formação do tubo neural – precursor do SNC
Ectoderme da placa neural desenvolve-se no tubo neural = nêurula
Sinal do desenvolvimento inicial: formação de pregas neurais
Elevam-se e dobram-se na direção da linha média e fundem-se: formam o tubo neural.
Tubo neural cérebro e medula espinhal
Células da crista neural: sistemas nervosos sensório e autônomo, ossos do crânio e cartilagens
Organogênese completa girino maduro eclode metamorfose rã adulta cauda regride e formação dos membros
Anfíbios
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Galinha: óvulo é fertilizado no oviduto da galinha
Clivagem no oviduto blastodisco ou blastoderme 
ovo envolvido pelo albume (clara), membranas da casca e casca.
Na postura do ovo: 
 blastoderme idêntica à dos anfíbios e com 60.000 células, 
 clivagem continua: formação das fendas,
 fendas de clivagem: faces ventrais abertas para vitelo,
 blastoderme circular.
Área pelúcida: região central, translúcida, situada sobre uma cavidade.
Área opaca: região mais externa e escura.
 
Aves
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Hipoblasto: camada de células sobre o vitelo, oriundo da zona marginal posterior e da blastoderme. Ele originará as estruturas extra-embrionárias.
Embrião é formado por células blastodérmicas restantes, ou epiblasto.
Zona marginal posterior define o lado dorsal e extremidade posterior do embrião.
Desenvolvimento da linha primitiva início da gastrulação
 precursora do eixo ântero-posterior.
Proliferação celular e crescimento em tamanho durante gastrulação. 
Aves
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Células do epiblasto movem-se formam mesoderme e endoderme (região marginal) e ectoderme (região superficial).
Nódulo de Hensen: condensação de células na extremidade anterior da linha primitiva de embriões de galinha e camundongo. Essas células originam à notocordae somitos. Corresponde ao organizador de Spemann de anfíbios. 
Tubo neural desenvolve-se como um par de pregas, uma de cada lado da linha média da ectoderme da placa neural. O dobramento e fechamento do embrião de galinha começa na extremidade anterior e prossegue em direção posterior.
* Anfíbios: tubo neural se forma ao mesmo tempo ao longo de toda a extensão da linha média.
Aves
*
*
*
SISTEMAS-MODELO
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
 
Dobra cefálica desenvolve-se separando a cabeça da superfície do epiblasto.
Acompanhando a neurulação e o desenvolvimento da dobra cefálica, o embrião se dobra no lado ventral formando o intestino.
Somitos originam as vértebras, músculos axiais , membros e derme.
+/- 3dias: 40 somitos, cabeça, coração e membros começam a desenvolver.
Aves
*
*
*
SISTEMAS-MODELO VERTEBRADOS
Nutrição: membranas extra-embrionárias. 
Saco amniótico: proteção mecânica. 
 Córion: envolve todo o embrião;
 Alantóide: recebe produtos excretórios, prove troca de oxigênio e dióxido de carbono,
 Saco vitelínico: envolve todo o vitelo.
Antes da eclosão: olhos e ouvidos desenvolvem-se. 
Eclosão em 21 dias.
Aves
*
*
*
SISTEMAS-MODELO