Breve descripción del desarrollo de la señalización molecular en el embrión humano, durante la gestación. Adaptado para los estudiantes de la Carrera de Medicina en los años iniciales.

1. SEÑALIZACION MOLECULAR EN
EL DESARROLLO
1° AÑO – 2020
DANIEL BAGATOLI – TEC. SUP. PARAMEDICO

2. SEÑALIZACION MOLECULAR EN EL DESARROLLO.
 DESARROLLO EMBRIONARIO: Proceso por el cuál el CIGOTO
se transforma en un ORGANISMO completo y funcional.
 MECANISMOS MORFOGENETICOS: Son una serie de activida-
des celulares como:
1. Proliferación
2. Migración
3. Diferenciación
4. Apoptosis.
 Que hacen que el embrión aumente de tamaño, incremente su
complejidad morfológica y funcional.
 Estos eventos son modulados a través de la comunicación ce-
lular entre las células y su entorno y provoca cambios finos or-
questados por la transcripción de genes y la posterior síntesis
de proteínas, como Factores de Crecimiento, Moléculas de
señalización y Factores de transcripción.

4. SEÑALIZACION MOLECULAR EN EL DESARROLLO
El desarrollo del embrión está controlado por el genoma que
contiene toda la información necesaria para constituir un
individuo. La información se codifica en el ADN en secuencias
llamadas genes que codifican las proteínas. A su vez, éstas
regulan la expresión de otros genes, funcionando como
moléculas de señal que dirigen el desarrollo.
La expresión de los genes se regula en varios niveles:
1) Pueden transcribirse distintos genes;
2) El ADN transcrito de un gen puede procesarse selectivamen
te para regular cuáles ARN llegarán al citoplasma para trans-
formarse en ARN mensajeros (ARNm);
3) Los ARNm pueden traducirse de modo selectivo, y
4) Es posible modificar las proteínas elaboradas a partir de los
ARNm.

6. Los GENES están en la CROMATINA, en una unidad
estructural llamada NUCLEOSOMA.
Que consta de un “CORE”, formado por un octámero de
proteínas histonas (H2A –H2B – H3 y H4), y cerca de
146 pb de ADN, que se enrollan sobre el “core” en 1.75
vueltas.
Los nucleosomas se unen entre sí mediante el “LINKER”
o ADN de enlace (formando por 54 pb), junto a una
molécula de proteína Histonas (H1) y mantienen
fuertemente enrollado al ADN, de modo que no pueda
transcribirse.
En este estado inactivo la cromatina se asemeja a cuentas
de nucleosoma en una cadena de ADN y se llama
HETEROCROMATINA.
Para que se realice la transcripción, este ADN debe
desenrollarse a partir de las cuentas. En este estado, la
cromatina recibe el nombre de EUCROMATINA.
SEÑALIZACION MOLECULAR EN EL DESARROLLO

8.  Los genes están alojados dentro de la cadena de
ADN y contienen regiones llamadas exones que se
traducen en proteínas e intrones que se distribuyen
entre los exones, sin que se transcriban en proteínas.
 Además de exones e intrones, un gen típico contiene
lo siguiente:
 Una región promotora donde se une la ARN
polimerasa para empezar la transcripción,
 Un sitio de inicio de la transcripción,
 Un sitio de inicio de la traducción que designa el
primer aminoácido de la proteína.
SEÑALIZACION MOLECULAR EN EL
DESARROLLO

10.  Un codón de final de la traducción y una región 3’
no traducida que incluye una secuencia (lugar de
inserción de poli A) que facilita la estabilización de ARNm,
permitiéndose salir del núcleo y ser traducido en una
proteína.
 Por convención las regiones 5’ y 3’ de un gen se especifican
en relación con el ARN transcrito a partir de él. Por tanto, el
ADN se escribe a partir del extremo 5’ a 3’;
 la región promotora se localiza más arriba del sitio de
inicio de la transcripción.
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DESARROLLO

12.  La región promotora, donde se une ARN polimerasa, incluye
la secuencia TATA, (llamado caja TATA). Pero para poder
unirse, la unión a ésta zona por la polimerasa, se facilita por
la presencia de proteínas denominadas factores de
transcripción.
 Los que tienen un dominio específico de unión al ADN y un
dominio de transactivación que activa o inhibe la
transcripción del gen cuyo promotor o potenciador ya unido.
 Los factores de transcripción activan la expresión de genes
haciendo que el nucleosoma se desenrolle, liberando la
polimerasa para que transcriba el molde de ADN e
impidiendo que se formen otros nucleosomas.
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DESARROLLO

13.  Los potenciadores son elementos reguladores del ADN
que activan los promotores para controlar su eficiencia y la
rapidez de transcripción a partir del promotor.
 Los promotores se alojan en cualquier parte a lo largo de la
cadena de ADN y se unen a los factores de transcripción,
(en el sitio transactivador de ellos), para regular el ritmo
de expresión de los genes y su localización en un
determinado lugar de la célula.
 A veces inhiben la transcripción de un gen, entonces se los
llama silenciadores.
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DESARROLLO

14. La METILACION el ADN reprime la TRANSCRIPCION.
 La metilación de las bases de CITOSINA en la región
promotora de los genes reprime la transcripción de éstos.
 Por ello, la metilación silencia a algunos genes. Ejemplo: la
inactivación de uno de los cromosoma X de la mujer.
 También contribuye al sellado genómico, que expresa un
solo gen heredado de la madre o del padre, mientras que
el otro permanece silenciado.
 Además, inhibe la unión a los factores de transcripción o
altera el enlace de la Histona, estabilizando a los
nucleosomas, manteniendo el superenrollamiento del
ADN, que imposibilita su transcripción.
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15. Otros Reguladores de la EXPRESIÓN de los GENES:
 El transcrito inicial de un gen se llama ARN nuclear (ARNn) o
ARN premensajero. Es más largo que el ARNm porque contiene
intrones que serán eliminados (desempalmados) al ir pasando
el ARNm del núcleo al citoplasma.
 El proceso de empalme permite a las células producir dife-
rentes proteínas a partir de un solo gen. Ya que al eliminar
varios intrones, los exones quedan “empalmados” en diversos
patrones, proceso denominado empalme alternativo, llevado a
cabo por medio de empalmosomas, complejos de ARN
nucleares pequeños (ARNnp) y proteínas que reconocen sitios
específicos de empalme en los extremos 5’ o 3’ del ARNm.
 Las proteínas provenientes del mismo gen reciben el nombre de
isoformas de empalme; brindan la oportunidad de que diversas
células usen el mismo gen para producir proteínas específicas
para ese tipo de células.
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DESARROLLO

16.  Después de producida (traducida) una proteína, puede
sufrir modificaciones postraduccionales que afectan a su
función. Hay varios niveles reguladores para sintetizar y
activar las proteínas.
1. Algunas proteínas necesitan ser segmentadas para
volverse activas.
2. Otras deben ser fosforiladas.
3. Algunas se combinan con otras proteínas.
4. O ser liberadas de los sitios de secuestro.
5. O destinarse a otras regiones específicas de las células.
 Existen 23000 genes, el número potencial de proteínas
sintetizables es de aproximadamente 100.000.
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DESARROLLO