CONTROL GENÉTICO DEL DESARROLLO

Control genético

El control genético se lleva a cabo a través de una serie de ‘puestos de control’. Estos puestos no son otra cosa que momentos del ciclo en los que se forman determinados complejos proteicos sin los cuales el proceso no puede seguir avanzando.

Cada complejo proteico está compuesto por una subunidad reguladora llamada ‘ciclina’ y una kinasa con actividad catalítica. La concentración de distintos tipos de ciclinas va variando en cada etapa del ciclo celular y esto hace que el ciclo vaya avanzando de manera irreversible de una etapa a la siguiente. La irreversibilidad se debe al hecho de que los complejos de una etapa se acaban degradando al final de la etapa, lo que da lugar a la aparición de los complejos de la etapa siguiente.

Los diferentes tipos de ciclinas y kinasas están codificados por distintos genes, cada uno de ellos con una regulación específica. Estos genes fueron primero descubiertos en la levadura y en el erizo de mar, pero luego se ha visto que son comunes a plantas, animales y, por supuesto, seres humanos.

Hartwell fue el primero en identificar uno de estos genes. Le llamó ‘start’ porque controla la primera de las etapas del ciclo celular. A Hartwell debemos también el concepto de ‘puesto de control’. Nurse descubrió el papel que juegan las kinasas y la clonación y aislamiento de los genes correspondientes. La contribución de Hunt fue el descubrimiento de las ciclinas, las proteínas que constituyen la parte reguladora de los complejos proteicos que regulan el ciclo celular.

La Regeneración

Es el reemplazamiento, por células de la misma estirpe, de un tejido desaparecido por causas fisiológicas o patológicas. El reemplazamiento de un tejido por un sistema u otro depende de la capacidad de regeneración de las células.

Capacidad de regeneración

Depende de:

1. La Diferenciación de sus células Cuanto mayor es la diferenciación celular, menor es la capacidad de regeneración de las ismas.

La capacidad de regeneración puede ser: Permanente, como por ejemplo en Neuronas, Gonocitos y Músculos. Estable, como en el Hígado (Border Line: posee una gran capacidad de regeneración a pesar de que sus células son muy diferenciadas), Riñón y Órganos endocrinos. Lábil, en el caso del Tejido Conjuntivo, Sangre y Epitelio.

2. La Vida media de la célula. Si la vida media celular es corta, entonces poseen gran capacidad de multiplicación o regeneración

Un ejemplo de esto son las Células Hematopoyética.

3. La Capacidad de División celular Ésta depende de los apartados anteriores. Cuando la vida media celular es corta existe una gran capacidad de multiplicación y se produce un “pool” de células indiferenciadas.

Cicatrización

Es la cura de una herida a expensas del tejido conjuntivo o por regeneración de los propios tejidos afectados.

Cicatriz

Es la masa de tejido conjuntivo esencialmente fibroso revestido por la epidermis neoformada que ocupa una antigua solución de continuidad producida por el traumatismo

El ser vivo aun después de estar diferenciado y desarrollado conserva la capacidad de formar partes nuevas, desarrolla nuevos órganos y tejidos. En condiciones normales esta capacidad está latente no se manifiesta, solo lo hará cuando el organismo sufre una lesión o amputación. Esta capacidad común a animales y vegetales se llama regeneración, la cual no solo consiste en renovar partes perdidas sino también en formar partes nuevas diferentes a las normales.

La regeneración consiste en desarrollar partes u órganos a consta de tejidos adultos diferenciados. La capacidad de regeneración varía con los diferentes grupos zoológicos. Está más desarrollada en los grupos zoológicos. Está más desarrollada en los grupos más simples. Nos encontramos que animales próximos en la escala evolutiva tienen capacidades de regeneración muy diferente. La capacidad de regeneración es frecuente en: anelidos.

Una sola parte del cuerpo puede regenerar el órgano completo. En los Asteroidea (estrella de mar) de un brazo se puede regenerar todo el organismo, el cuerpo que se forma es desproporcionado con respecto al brazo.

En los vertebrados esta capacidad es frecuente en anfibios. Algunos animales tienen esta capacidad solo en zonas del cuerpo (la lagartija regenera la cola pero no las patas). En los teleosteos algunos pueden regenerar la aleta caudal pero es deforme. En las aves y mamíferos los procesos de regeneración son muy limitados, porque están circunscritos a la capacidad de reparar por procesos de cicatrización de lesiones cutáneas o soldadura de los fragmentos óseos.

La regeneración se puede producir como un fenómeno normal después de una amputación espontanea y a ese tipo de regeneración se llama regeneración fisiológica, en otros casos se puede producir la amputación como mecanismo de defensa y se denomina autotomía.

En otros casos mediante la regeneración se pueden reproducir órganos perdidos accidentalmente y se llama regeneración traumática. Algunas veces un organismo puede regenerar varias veces sin que se observe capacidad regenerativa débil. También puede ocurrir que un organismo se regenere varias veces "hiperregeneración". En otros casos en los procesos de regeneración hay que tener en cuenta que se produce más rápidamente en los individuos más jóvenes dentro de una misma especie. En los fenómenos de regeneración los órganos que se forman suelen conservar su orientación normal. En algunos casos hay inversión de la polaridad, es decir en el extremo en el que existía la porción cefálica crece el extremo caudal y a la inversa también.

En los procesos de regeneración suele formarse un órgano semejante al perdido. A esta forma de regeneración se denomina homomorfosis. Si se forma uno distinto al perdido hablamos de heteromorfósis. En estos dos tipos las partes regeneradas se originan a partir de un blastema de regeneración y ambos procesos se les denomina epimorfosis. Hay casos de regeneración en los cuales el proceso no está limitado al blastema de regeneración.

Se debe diferenciar proceso de regeneración de la hipertrofia o hiperplasia. La hipertrofia consiste en un crecimiento celular excesivo, la hiperplasia en un aumento en el número de células.

La regeneración celular y la cicatrización de algunos animales

Increíbles capacidades en el mundo animal sirven de inspiración a científicos que buscan promover soluciones cada vez más sofisticadas en el ámbito de la medicina: la regeneración de miembros amputados y adhesivos biodegradables. La ingeniería en tejidos es un campo emergente e innovador para la medicina. Y sus especialistas buscan cubrir necesidades cada vez más exigentes.

Para ello, se estudia a pequeños animales como la salamandra adulta, que regenera sus miembros indefinidamente tras una amputación y el geco, fuentes de inspiración de metas tan ambiciosas como lo es la regeneración de miembros en el ser humano y de lograr adhesivos que se peguen a todo tipo de tejidos. ¿Qué posibilidades ciertas existen de poder regenerar las partes del cuerpo algún día? ¿Qué se ha investigado sobre las propiedades de estos animales?

Desde el mundo de los animales, un gran avance para la ciencia llega de la mano (o mejor dicho de las extremidades) de un anfibio especial: la salamandra. Sus miembros son únicos en el mundo de los vertebrados, ya que pueden crecer nuevamente de un muñón luego de una amputación. Una salamandra adulta puede regenerar un brazo o pierna una y otra vez, no importa cuántas veces haya sufrido una amputación. Los batracios pueden regenerar un miembro siendo renacuajos pero luego pierden esta cualidad siendo adultos. Aún los embriones de mamíferos tienen cierta habilidad de reemplazar sus miembros, pero ésta se pierde luego de nacer. Si la ciencia logra entender cómo este proceso de regeneración funciona en la naturaleza, podría aplicarse a personas con amputaciones y hasta mejorar el proceso de cicatrización de heridas mayores.

La clave está en la formación de un blastema gracias a las células del tipo de los fibroblastos que en la salamandra “vuelven a un estado embrionario” y finalmente terminan desarrollando un nuevo miembro. Si bien los fibroblastos por sí mismos no son suficientes para lograr la regeneración, en la salamandra mantienen una memoria genética que les permite formar nuevamente el miembro, cuestión que no ocurre en mamíferos en los que promueven la cicatrización. Otra de las claves es el hecho de que las células en la zona de amputación deben “saber” a dónde están en relación con todo el miembro y es esta información posicional la que controla el proceso celular y molecular de regeneración. La doctora Susan Bryant, bióloga de la Universidad de California, Irvine asevera que al ser la misma información genética la que determina la formación de los miembros tanto en estado embrionario como en sucesivas regeneraciones en los anfibios, se podría descifrar esta información y aplicarla luego en la adultez a pacientes.

Por otra parte, el pequeño reptil llamado geco inspira al profesor de Ingeniería Química y Biomédica del MIT (Instituto de Tecnología de Massachussets), doctor Robert Langer y al doctor Jeff Karp, del Harvard Medical School para imitar las propiedades que le permiten adherirse a superficies verticales. Crearon un adhesivo con un pegamento capaz de adherirse en medios húmedos para usarse en prácticas quirúrgicas, injertos de piel y trajes especiales. Es un material biodegradable, biocompatible y elástico. Sorprendentes cualidades del reino animal

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