Direcciones de embriones
Si está preparando macarrones con queso, probablemente siga las instrucciones y la receta de la caja. Ahora bien, ¿qué pasaría si se modificaran esas direcciones? Si continúa siguiendo las instrucciones exactamente, entonces sus macarrones con queso resultarán diferentes esta vez, ¡con suerte para mejor!
Nuestras células también tienen direcciones; les dicen a las células cómo deben fabricarse. En particular, las células embrionarias deben poder dirigir cómo deben dividirse y formarse las células, de lo contrario, los bebés podrían nacer con deformidades como un brazo extra en lugar de un corazón.
En las células de embriones de anfibios, la parte que dirige cómo deben formarse las células es un grupo de células llamado organizador de Spemann . Por lo general, miramos las células de embriones de anfibios porque eso es lo que Hans Spemann estudió y manipuló por primera vez para determinar cómo los embriones sabían cómo convertir un grupo de células en la criatura final.
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En los humanos, esto ocurre de manera similar, aunque ligeramente diferente. Los anfibios tienen un labio dorsal y el organizador de Spemann se encuentra en este labio. Los humanos no tienen este labio, en cambio, tienen un nodo que actúa en una función muy similar.
Cómo funciona
Entonces, tiene sentido que las células embrionarias necesiten direcciones para formarse correctamente. Pero, ¿cómo funciona el organizador de Spemann? Bueno, tiene que ver con la señalización química. Para que una ubicación central le diga a todas las demás células cómo crecer y desarrollarse, debe haber algún tipo de señalización.
Transporte de iones y moléculas en células
Estas señales se logran mediante moléculas de señalización , que suelen ser proteínas que envían señales entre las células. Todo este proceso requiere un sistema de señales para comenzar a crecer, pero también inhibidores que le digan a las células cuándo detenerse y que le digan a la proteasa que descompone las proteínas cuando han cumplido su tarea.
Si el organizador de Spemann son las instrucciones en la caja de macarrones con queso, entonces las moléculas de señalización serían como si tu amigo te estuviera leyendo las instrucciones.
La molécula de señalización BMP-4
Una de las principales moléculas de señalización en las ranas es BMP-4 , que es creada por el organizador de Spemann. BMP-4 necesita actuar en el lado ventral (parte inferior) de la rana, pero no en el lado dorsal (trasero) de la rana. Pero el organizador de Spemann se encuentra en el lado dorsal, por lo que BMP-4 comienza en el lado dorsal. Entonces, ¿cómo evita la rana que BMP-4 cree huesos ventrales en el lado dorsal de la rana?
Para controlar BMP-4, el organizador de Spemann produce otra molécula, un inhibidor, la cordina. Chordin bloquea la actuación de BMP-4. Pero ahora tenemos otro problema: si el acordeón todavía está unido al BMP-4 cuando llega al lado ventral, entonces no podrá funcionar.
En el lado ventral se forma una molécula llamada Xolloid, que es una proteasa que descompone la cordina. Entonces, una vez que BMP-4 y chordin han llegado al lado ventral, el Xolloid descompone el chordin y, por lo tanto, BMP-4 puede comenzar a actuar correctamente.
Moléculas No Polares: Definición y ejemplos
Este proceso de tener inhibidores y proteasas en diferentes puntos se denomina gradiente . En el caso de BMP-4, este gradiente se mueve muy rápidamente, aunque es posible que otros no siempre se muevan tan rápido.
Cómo se diferencian las moléculas de señalización
Todo este proceso de crecimiento de las células hacia su propósito previsto se llama diferenciación . Hemos aprendido que el organizador de Spemann envía señales que le dicen a las células que hagan cosas específicas. Pero una vez que esas señales llegan allí, ¿cómo crecen las células hasta convertirse en un brazo o un corazón?
Un método es a través de ligandos y receptores. BMP-4 es un ligando que solo puede unirse a un receptor BMP-4. La molécula receptora solo comenzará a funcionar una vez que dos moléculas de BMP-4 se hayan unido al receptor. Una vez que se ha activado, envía una señal al factor de transcripción (una proteína) para que se una a una secuencia de ADN y comience la transcripción.
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Una vez que se han activado varios de estos factores de transcripción, se transcriben los genes, que son los componentes básicos de las células específicas necesarias. Cuando los genes se transcriben, pueden comenzar a expresarse, lo que en realidad solo significa que comienzan a construir proteínas. Cada gen específico se expresará de una manera diferente, en otras palabras, creará una proteína diferente. Esto es lo que hace que una célula del brazo sea diferente de una célula del corazón.
Resumen de la lección
Para que un embrión pueda crear vida, necesita una dirección. En los anfibios, esta dirección ocurre en un grupo de células llamado organizador de Spemann , y en los humanos ocurre de manera similar en lugares llamados nodos.
Moléculas de Proteína: Definición, función y ejemplos
El organizador de Spemann envía moléculas de señalización , que llevan señales a todas las células del cuerpo y les indican qué hacer. Estas moléculas de señalización incluyen proteínas (para señalar el inicio de una actividad), inhibidores (para detener la acción de una proteína) y proteasas (para descomponer una proteína o un inhibidor).
Una de las principales moléculas de señalización en las ranas es BMP-4 , que es creada por el organizador de Spemann y actúa en el lado ventral. Chordin impide que BMP-4 actúe en el lugar equivocado (el lado dorsal).
Un gradiente es el proceso de tener inhibidores y proteasas en diferentes puntos para garantizar que las moléculas actúen en los lugares donde se supone que deben actuar.
Una vez que las moléculas de señalización llegan a donde se supone que deben, se unen a un receptor, y la molécula de señalización actúa como ligando. En muchos casos, se requiere más de una molécula de señalización para activar realmente el receptor.
Una vez activado el receptor, se inicia el proceso de transcripción. Después de eso, el ADN puede expresarse en forma de construcción de proteínas específicas. Cada secuencia de ADN individual producirá diferentes proteínas, de ahí la diferencia entre un brazo, corazón, cerebro o cualquier otra célula del cuerpo. Todo este proceso de crecimiento de las células hacia su propósito previsto se llama diferenciación .
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