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Morfogénesis Tipos y Definiciones

Morfogénesis
Morfogénesis Tipos y Definiciones
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La morfogénesis es el conjunto de leyes que determinan la forma, la estructura de los tejidos, órganos y organismos. Por extensión, también hablamos de morfogénesis en otras áreas, como la formación de ciudades.

Morfogénesis vegetal

La morfogénesis vegetal se produce principalmente a través del crecimiento diferencial. El tejido embrionario permanente da como resultado un potencial morfogenético que varía mucho con el medio ambiente y continúa produciendo nuevos órganos a lo largo de la vida de la planta.

Morfogénesis animal

La morfogénesis animal se logra mediante el crecimiento y el movimiento celular. Un patrón fijo se establece temprano; el organismo está determinado en cuanto a forma, tamaño y complemento de órgano. Una vez que se forman los órganos, no se producen nuevos (con algunas excepciones).

La morfogénesis de un tejido epitelial surge del comportamiento de sus células constituyentes, incluidos los cambios en la forma, los reordenamientos y las divisiones. En muchos casos, la direccionalidad de estos eventos celulares está controlada por la distribución polarizada de componentes moleculares específicos.

En los últimos años, nuestra comprensión de la morfogénesis y la polaridad se ha beneficiado en gran medida de los avances en genética, microscopía y análisis de imágenes. Ahora permiten medir la dinámica celular y la polaridad con una precisión sin precedentes para tejidos completos a lo largo de su desarrollo.

Morfogénesis

Aquí revisamos los enfoques recientes para visualizar y medir la polaridad celular y la morfogénesis tisular. El capítulo está organizado como un experimento. Primero discutimos la elección de reporteros de polaridad y celda y describimos el uso de mosaicos para revelar polaridades celulares ocultas o eventos morfogenéticos locales.

A continuación, describimos las ventajas y desventajas específicas de cada aplicación de diferentes técnicas de microscopía y algoritmos de proyección de imágenes. A continuación, presentamos métodos para extraer contornos de células para medir la polaridad celular y detectar eventos celulares subyacentes a la morfogénesis.

Finalmente, salvamos escalas presentando enfoques para cuantificar la contribución específica de cada evento celular a la deformación tisular global.

Tomados en conjunto, proporcionamos una descripción detallada de las herramientas disponibles y los conceptos teóricos para estudiar cuantitativamente la polaridad celular y la morfogénesis tisular en múltiples escalas.

La morfogénesis de los organismos multicelulares está impulsada por cambios en el comportamiento celular, que ocurren en lugares precisos y en etapas de desarrollo definidas. Por lo tanto, el estudio de los eventos morfogenéticos se beneficiaría enormemente de las herramientas que permiten la perturbación de la actividad celular con precisión espacial y temporal.

Recientemente, hemos desarrollado un enfoque optogenético para modular la contractilidad celular con precisión celular y en escalas de tiempo rápidas (segundos) durante laembriogénesis de Drosophila. Presentamos aquí un protocolo para manejarembriones de Drosophila fotosensibles diseñados genéticamentey lograr mediada por la luzinhibición de la constricción apical durante la invaginación tisular.

La posibilidad de modular los niveles de activación optogenética en diferentes potencias láser hace que este método sea adecuado también para estudiar cómo se detectan e interpretan in vivo los esfuerzos mecánicos. Dada la función conservada de la contractilidad celular durante el desarrollo animal, la aplicación de este método a otros procesos morfogenéticos facilitará nuestra comprensión de la mecánica de los tejidos y la interacción célula-célula durante la morfogénesis.

Morfogénesis

La morfogénesis es la cascada de desarrollo de la formación de patrones, el establecimiento del plan corporal y la arquitectura de la simetría bilateral de las estructuras musculoesqueléticas en forma de espejo, que culmina en la forma adulta. La ingeniería tisular es la disciplina emergente de la fabricación de piezas de repuesto para el cuerpo humano, incluido el esqueleto, para la restauración funcional y el envejecimiento de las piezas perdidas debido a cáncer, enfermedad o trauma.

Se basa en los principios racionales de la biología del desarrollo molecular y la morfogénesis y se rige además por la bioingeniería. Los tres ingredientes clave para la morfogénesis y la ingeniería de tejidos son señales morfogenéticas inductivas, células madre de respuesta y andamiaje de matriz extracelular.) Los recientes avances en la biología celular molecular de la morfogénesis ayudarán en los principios de diseño y la arquitectura para la ingeniería y regeneración de tejidos.

El objetivo a largo plazo de la ingeniería de tejidos es producir tejidos funcionales in vitro para la implantación in vivo para reparar, mejorar y reemplazar el tejido dañado, y para preservar la función fisiológica. La ingeniería tisular se basa en los principios de la biología del desarrollo, la evolución y el autoensamblaje de conjuntos supramoleculares y tejidos jerárquicos superiores e incluso embriones y organismos completos.

La regeneración recapitula el desarrollo embrionario y la morfogénesis. Entre los muchos tejidos en el cuerpo humano, el hueso tiene poderes considerables para la regeneración y, por lo tanto, es un modelo prototipo para la ingeniería de tejidos. Por otro lado, el cartílago articular, un tejido adyacente al hueso, es recalcitrante para la reparación y la regeneración.

La implantación de la matriz ósea desmineralizada en los sitios subcutáneos produce una inducción ósea local. La cascada secuencial de morfogénesis ósea imita la morfogénesis esquelética secuencialen las extremidades y permite el aislamiento de los morfógenos óseos. Aunque es tradicional estudiar las señales morfogenéticas en embriones, proteínas morfogenéticas óseas (BMP), las señales inductivas primordiales para el hueso se aislaron de la matriz ósea desmineralizada de los adultos.

Las BMP inician, promueven y mantienen la condrogénesis y la osteogénesis y tienen acciones más allá del hueso. Las proteínas morfogenéticas derivadas del cartílago (CDMP) identificadas recientemente son críticas para la morfogénesis del cartílago y la articulación.

Morfogénesis

La simbiosis de las estrategias inductivas y conductivas del hueso es fundamental para la ingeniería de tejidos y, a su vez, se rige por el contexto y la biomecánica. El contexto es el microambiente, que consiste en un andamiaje de matriz extracelular, que puede ser duplicado por biomateriales biomiméticos, tales como colágenos, hidroxiapatita, proteoglicanos y proteínas de adhesión celular, que incluyen fibronectinas y lamininas.

Las reglas de la arquitectura para la ingeniería de tejidos sonuna imitación y adopción de las leyes y señales de la biología del desarrollo y la morfogénesis, y por lo tanto pueden ser universales para todos los tejidos, incluidos los huesos y las articulaciones y los tejidos musculoesqueléticos asociados en las extremidades.

El enfoque tradicional para la identificación y el aislamiento de morfógenos es primero identificar genes en embriones de mosca y rana por medio de enfoques genéticos, pantallas diferenciales, hibridación sustractiva y clonación de expresión.

Esta información se extiende posteriormente a ratones y hombres. Un enfoque alternativo es aislar los morfógenos del hueso, el principal tejido con el mayor potencial regenerativo. La morfogénesis es la cascada de desarrollo de la formación de patrones, el establecimiento del plan corporal y la arquitectura de la simetría bilateral de las estructuras especular de las estructuras musculoesqueléticas en el esqueleto apendicular, que culmina en la forma adulta. Nuestro conocimiento en expansión de la morfogénesis de huesos y cartílagoses un paradigma prototípico para toda la ingeniería de tejidos. Los principios recogidos de hueso la morfogénesis y las BMP pueden.

Que es morfogénesis

Morfogénesis

La morfogénesis es el proceso por el cual un organismo, tejido u órgano desarrolla su forma. La morfogénesis es impulsada por diversos procesos celulares y de desarrollo que incluyen la proliferación celular, la diferenciación, la apoptosis, la migración celular y la adhesión celular.

La morfogénesis (del griego morphê ‘forma’ y la génesis ‘creación’, es decir, “creación de la forma”) es un proceso biológico que hace que el organismo desarrolle su forma. La morfogénesis es uno de los tres aspectos básicos del desarrollo biológico además del control del crecimiento celular y la disociación celular.

Este proceso controla la distribución adecuada de los espacios celulares cuando se desarrolla embrionariamente un organismo. La morfogénesis también puede ocurrir en organismos maduros, en el cultivo celular o en la masa de las células tumorales. La morfogénesis también describe el desarrollo de la vida unicelular unicelular en su ciclo de vida, o describe la evolución de la estructura corporal en un grupo taxonómico.

Las hormonas, los productos químicos ambientales de otros organismos o los productos químicos tóxicos o los radionucleidos contaminantes, o los esfuerzos mecánicos provocados por el espaciamiento celular pueden desencadenar reacciones de morfogénesis en los organismos.

Definiciones de Morfogénesis

La morfogénesis es una ciencia que se ha estudiado durante mucho tiempo, desde la antigua Grecia. La raíz griega “morph” significa forma y “génesis” significa formación .

La morfogénesis representa, en la biología del desarrollo, los cambios que se pueden observar a nivel estructural durante la embriogénesis, en particular, y los mecanismos moleculares y celulares que regulan estos cambios. Estos cambios de forma generalmente se vuelven cada vez más complejos.

La morfogénesis, la división celular y la diferenciación celular son procesos necesarios para el desarrollo de un organismo . La morfogénesis es el proceso más complejo de los tres para estudiar, ya que se define en cuatro dimensiones (espacio y tiempo tridimensional) e involucra la interacción de miles de moléculas diferentes .

Además, es relativamente difícil de estudiar porque es difícil observar directamente qué sucede dentro de un organismo cuando se está desarrollando. Por estas razones, los estudios morfogenéticos están a menudo en tejidos fijados o por el análisis de algunas moléculas sintetizadas o propiedades de células que pueden desempeñar un papel en la formación de tejido .

La morfogénesis es la última etapa del desarrollo embrionario. Durante esta etapa de desarrollo, los tejidos, órganos y diferentes partes del cuerpo sufren reorganizaciones. Estos reordenamientos dependen en particular de la adhesión intercelular y la adhesión que se produce entre las células y la matriz extracelular .

La morfogénesis es muy diferente en animales y plantas. De hecho, en los animales hay una migración de células y tejidos, que no es el caso en las plantas. Por otra parte, la morfogénesis y aumentando el tamaño de la organización se observan en los animales etapa embrionaria y juveniles, mientras que están siendo observados a lo largo de la vida de las plantas .

  1. Proceso de desarrollo de las estructuras de un organismo durante su embriogénesis o filogenia  ;
  2. Como un proceso de formación del relieve de la corteza terrestre, su estudio permite comprender el origen y la configuración de las formas de relieve (ver también geomorfología, geomorfogénesis o gliptogénesis );
  3. Proceso de creación de un conjunto de formas urbanas (teoría de la morfogénesis urbana);
  4. Proceso de desarrollo del conocimiento humano ( epistemología morfogenética) considerado como el de la noosfera en aplicación de la teoría de la resonancia morfológica de Rupert Sheldrake.

Morfogénesis de células individuales

La morfogénesis de un organismo depende más o menos directamente de la morfogénesis que tiene lugar a nivel celular. De hecho, un cambio en la forma de las celdas inevitablemente cambiará la forma de la tela que componen. Esto se puede observar fácilmente en organismos que no pueden moverse activamente, como las plantas. Algunos tejidos vegetales se desarrollan por expansión de las células y no por su aumento en el número. Un ejemplo de este tipo de tela es la raíz. La punta de una raíz se compone de dos zonas; una zona de proliferación y una zona de expansión. El cambio en la forma de la raíz, es decir, su elongación, genera una división celular polarizada (zona de proliferación), así como una expansión celular (zona de expansión).

Morfogénesis de las plumas: un modelo para el Évo-Dévo 

La formación de plumas de ave podría servir como modelo en Evo-Dévo. En las aves, durante la morfogénesis, las yemas de las plumas parecen formar un eje anteroposterior y un eje proximal-distal . De estos brotes emanan las diferentes estructuras de la pluma: el raquis, las barbas y las barbules. Un cambio en el tamaño, ángulo o simetría de una de estas tres estructuras puede producir diferentes formas de plumas.

Uno de los principales objetivos de Evo-Devo es comprender las bases moleculares de los procesos de desarrollo y comprender cómo un cambio en las vías de señalización molecular puede alterar el desarrollo. Un cambio en el desarrollo puede conducir a un cambio de fenotipo y, por lo tanto, puede tener un impacto en la evolución.

Mediante la modulación de las vías de señalización molecular responsables del desarrollo tegumentario en el pollo, por ejemplo, sería posible analizar los procesos moleculares de los diferentes parámetros morfogenéticos responsables de la formación de plumas  . La morfogénesis de las plumas de ave podría, por lo tanto, servir de modelo en el contexto de los estudios de Evo-Dévo.

Morfogénesis en el anfibio Ensatina eschscholtzii

Los análisis comparativos de los mecanismos celulares de la morfogénesis en varios anfibios han demostrado que existe una gran variabilidad en el desarrollo temprano de estos organismos. Esta variabilidad posiblemente podría explicarse por el tamaño del huevo, la división celular y la gastrulación  0.

Se realizó un estudio para determinar cómo el tamaño y la yema de un huevo pueden influir en el desarrollo temprano de los anfibios. Para ello, un análisis de la división celular, la gastrulación y neurulación se realizó en Ensatina eschscholtzii, una familia salamandra Plethodontidae  0.

Los procesos ontogénicos que ocurren durante el desarrollo temprano se consideraron previamente conservados en la evolución, pero este estudio demuestra que, de hecho, existe cierta variabilidad. Existen, por ejemplo, variaciones en la posición inicial de los tejidos precursores, así como en los mecanismos celulares responsables de varios movimientos morfogenéticos similares.

Summary
Morfogénesis1 - Morfogénesis Tipos y Definiciones
Descripción
La morfogénesis es el proceso de crecimiento y diferencial de las células individuales en los tejidos y luego en los órganos y, finalmente, convertirse en un organismo reconocible. Este proceso está influenciado por factores ambientales, uno de los cuales es la luz. La morfogénesis en las plantas se produce principalmente a través del crecimiento diferencial.
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