Morula-Blastocisti-Gastrula PDF 2024-2025

Segmentazione: divisioni riduzionali Morula: Cellule più stadio a 16 esterne danno il cellule trofoblasto,...

Segmentazione: divisioni riduzionali Morula: Cellule più stadio a 16 esterne danno il cellule trofoblasto, corion, placenta Stadio a 8 cellule Stadio a 32 e 64 cellule  BLASTOCISTI Stadio a 32 cellule; a 64 cellule si dividono in 2 tipi cellulari: il trofoectoderma che formerà i tessuti extraembrionali come la placenta e la massa cellulare interna, che formerà l’embrione vero e proprio blastocele trofoblasto Massa cellulare interna - La cellula staminale embrionale della blastocisti avanzata è pluripotente - Deriva dalla massa cellulare interna - È in grado di autorinnovarsi - Si moltiplicano con grande efficienza: si dividono indefinitivamente e non hanno senescenza - OCT-4 è necessario per mantenerle in uno stato proliferativo continuo senza differenziamento e per mantenere la loro pluripotenza - È in grado di generare tutte le cellule dell’organismo  Le cellule ES si dividono indefinitivamente e non hanno senescenza Telomeri Estremità dei cromosomi lineari, povere di geni E’ una struttura specializzata che protegge le estremità dei cromosomi lineari 46 CROMOSOMI UMANI Centromero 184 TELOMERI SONO IL NOSTRO Telomero Telomero OROLOGIO MOLECOLARE Sequenze di DNA ripetitivo (centinaia o migliaia di ripetizioni) (TTAGGG nei vertebrati) + Proteine specializzate Il telomero occupa 10-15 kb nell’uomo Formano un “Cap” alla fine del cromosoma 92 Telomeri in un corredo cromosomico diploide 184 Telomeri in mitosi PLURIPOTENZA DELLA CELLULA STAMINALE DELLA BLASTOCISTI LA CELLULA STAMINALE RIMANE INDIFFERENZIATA E SI DIVIDE IN MODO SIMMETRICO, DANDO CELLULE STAMINALI UGUALI A SE STESSA OCT-4 è necessario per mantenerle in uno stato proliferativo continuo senza differenziamento e per mantenere la loro pluripotenza FINCHE’ RICEVE UN SEGNALE (AMBIENTALE) CHE LA INDUCE A DIVIDERSI IN MODO ASIMMETRICO E LA INDIRIZZA VERSO UNA SPECIFICA VIA DI DIFFERENZIAMENTO  LE CELLULE STAMINALI HANNO 2 PROPRIETA’: LA CAPACITA’ DI AUTORINNOVARSI – LA CAPACITA’ DI DIVIDERSI IN MODO ASIMMETRICO Cellula staminale Divisione cellulare asimmetrica Cellula staminale Cellula differenziata, o cellula con capacità limitate di divisione, o in grado di generare una più ristretta gamma di tipi cellulari differenziati Le 2 cellule seguono destini diversi Le 2 cellule ricevono segnali e molecole regolatrici diverse: c’è un fenomeno di polarizzazione e di segregazione differenziale delle proteine di regolazione che determinano il destino differenziativo delle cellule. DETERMINANTI CITOPLASMATICI Materni che in parte però sono in via di degradazione e Molecole di mRNA e Proteiche prodotte dal genoma zigotico che è in via di attivazione  La cellula staminale embrionale (ES) della blastocisti Le cellule ES possono essere coltivate in vitro Una singola cellula ES può generare una colonia di cellule geneticamente identiche e si forma un clone: tutte hanno le stesse proprietà della cellula originale Entrano velocemente in fase S Le cellule della massa cellulare interna formano una massa poco compatta detta mesenchima che indica cellule poco organizzate e debolmente associate tra loro. Queste cellule sono in grado di staccarsi le une dalle altre, possono migrare singolarmente Sono pluripotenti cioè danno cellule derivate dai tre foglietti embrionali  Gastrulazione: 3a settimana di Mesoderma extraembrionale Sinciziotrofoblasto gestazione Le cellule dei 3 foglietti embrionali sono Committed 16 giorni Nodo Cavità amniotica Solco o Doccia Doccia primitiva Epiblasto Primitiva Ipoblasto Sacco vitellino Mesoderma Endoderma Cellule Ectoderma Ectoderma Mesoderma Endoderma germinali Tubo neurale SNP Unghie/Peli– Epitelio Dentina Ossa – Derma sottocutaneo - Epiteli di rivestimento del canale olfattivo/orale Cartilagine digerente e degli organi associati, Cristallino/Cornea inclusi i polmoni  Prima della gastrulazione ho 2 foglietti: l’epiblasto sulla superficie, in corrispondenza della futura parte posteriore dell’embrione e l’ipoblasto (darà origine al sacco vitellino) Nell’epiblasto si forma un solco detto linea primitiva, lungo la quale cellule dell’epiblasto subiscono una transizione epitelio –mesenchimale (EMT), si staccano le une dalle altre, lasciano questo foglietto e migrano nello spazio compreso tra epiblasto ed ipoblasto durante la gastrulazione Le prime cellule che migrano formano l’endoderma, quelle che migrano dopo diventano mesoderma Dal mesoderma si formano muscoli e tessuti connettivi e sangue; dall’endoderma derivano gli epiteli di rivestimento del canale digerente e degli organi associati, inclusi i polmoni Le cellule che non si ripiegano all’interno dell’embrione per formare o endoderma o mesoderma rimangono nell’epiblasto e daranno origine all’ectoderma, da cui si forma tessuto nervoso e epidermide  Una cellula staminale embrionale può diventare qualsiasi tipo di cellula Una cellula ectodermica può avere solo determinati e differenti destini (cellula nervosa o cellula dell’epidermide) Un precursore dei cheratinociti o muscolare possono diventare solo o un cheratinocita o cellula muscolare, ma non neurone Quinidi CI SONO PROGRESSIVE RESTRIZIONI CHE SONO IRREVERSIBILI perché quando cellule di un foglietto embrionale vengono trapiantate in un altro foglietto non risentono dell’effetto della nuova posizione: quindi nel mesoderma, ectoderma ed endoderma ci sono cellule rigidamente determinate o COMMITTED che assumeranno destini differenti Durante le fasi iniziali dello sviluppo dell’organismo ci sono differenze transitorie di attività genica EPITHELIAL-MESENCHYMAL TRANSITION (EMT) Cellule epiteliali perdono il loro fenotipo e transdifferenziano Frammenti di ECM ECM EPITHELIAL CELL: - Sono polarizzate apico-basalmente (cellule colonnari) MESENCHYMAL CELL: - Non migrano - Forma allungata - Esprimono e organizzano cheratine - Non sono polarizzate - Sono dotate di Gap junctions, Giunzioni occludenti (tight junction), - Migrano Giunzioni aderenti (E-caderine), desmosomi - Non hanno cell junctions - Degradano la ECM - esprimono -smooth muscle actin Filamenti intermedi di cheratina Si esprimono: Metalloproteasi che degradano la Matrice Extracellulare Si perdono: Adesioni cellula-cellula: E-caderine, N- e P-caderine Occludine Citoscheletro: Cheratine Adesioni cellula-ECM: Laminina 1 e Collagene IV Suddivisione del Tubo neurale mesoderma in base agli stimoli che Somiti derivano dall’ambiente esterno Tubo neurale che si sviluppa dall’ectoderma Gli stimoli possono essere prodotti da cellule del mesoderma ma Mesoderma Mesoderma Mesoderma Mesoderma laterale anche da cellule intermedio parassiale cordato dell’ectoderma o dell’endoderma Muscolo cardiaco Reni Notocorda Somiti Muscoli lisci Gonadi Colonna vertebrale/Spina dorsale Ossa, Muscoli, Cartilagine, Derma SOMITE MIOTOMO Segnali provenienti dai tessuti circostanti determinano dove nel somite si devono originare per esempio i MIOBLASTI Quindi i segnali determinano la decisione (committment - determinazione) delle cellule a diventare muscolo Epidermide SOMITE si forma alla 4a settimana di BMP4 sviluppo e si suddivide NT3 Pax3, 7 in Wnt Wnt Myf5 Pax3,M yoD MIOBLASTI SCLEROTOMO: da cui si generano ossa e Pax1 BMP4 cartilagini Shh DERMATOMO: da cui Tubo neurale Shh si genera il derma Mesoderma laterale MIOTOMO: da cui Notocorda SOMITE derivano i MIOBLASTI MIOBLASTI: Un precursore della cellula SEGNALI: Wnt, muscolare scheletrica può sono cellule committed perchè esprimono Pax3, Pax7, geni di determinazione muscolare Myf5 e formare solo cellule muscolari BMP4, Shh MyoD scheletriche, non globuli rossi  Cellula uovo fecondata: Cellula totipotente S D Zigote Fino allo stadio di 8 cellule V I Morula: 16 cellule I F L F U E Blastomeri: P R Blastocisti Cellule pluripotenti P E O N Z Gastrula:III I settimana Ectoderma Mesoderma Endoderma A M Cellule multipotenti committed E Abbozzi degli N organi T O Cellule unipotenti Tessuti: tutti i tipi cellulari diversi PROGRESSIVA DIMINUZIONE DEL POTENZIALE DI SVILUPPO Cellule con potenziale differenziativo più limitato possono originare una gamma più limitata di tipi cellulari differenti  Cellula uovo fecondata: Cellula totipotente S D Fino allo stadio di 8 cellule Zigote V I Morula: 16 cellule I F L F Blastomeri: Blastocisti Cellule pluripotenti U E P R P E Gastrula:III Ectoderma Mesoderma Endoderma O N settimana Z Cellule pluripotenti committed I Abbozzi degli A organi M E Cellule unipotenti N Tessuti: tutti i tipi cellulari diversi T Organogenesi. Le cellule dei tre foglietti germinativi interagiscono e si organizzano a formare tessuti e organi nella faseO successiva di organogenesi. Molti organi contengono cellule derivate da foglietti germinativi diversi, come la pelle, formata da uno strato cellulare più esterno, l’epidermide, derivato dall’ectoderma, e uno strato più interno, il derma, derivato dal mesoderma. Ciò presuppone la capacità delle cellule di migrare da una zona all’altra dell’embrione per raggiungere la loro localizzazione finale nel nuovo individuo e la capacità di stabilire adesioni cellula-cellula, anche interspecifiche  CELLULA STAMINALE Cellula non specializzata con potenziale di sviluppo indefinito, capace cioè di autoriprodursi indefinitivamente, e in grado di generare cellule maggiormente specializzate DIVISIONE CELLULARE SPECIALIZZAZIONE FUNZIONALE DELLE CELLULE Formazione di CELLULE TERMINALMENTE DIFFERENZIATE che perdono in modo per lo più irreversibile la capacità di dividersi per mitosi e di autoriprodursi Entrano in fase postmitotica, svolgono le loro funzioni per un tempo variabile e poi muoiono Potenziale differenziativo più limitato: possono originare una gamma più limitata di tipi cellulari differenti Potenziale Cellula staminale Cellula staminale Cellula Cellule Cellule + differenziativo e pluripotente committed progenitrice differenziate differenziate mitotico e di autoriprodursi Specializzazione +  CONCLUSIONI La cellula staminale è definita da due caratteristiche: dalla capacità di proliferare per mitosi dando origine a cellule uguali a se stessa, durante tutta la vita di un organismo, e dalla potenzialità di dare origine a un vasto, o, comunque, ad un certo numero di progenie cellulari differenziate Esiste una correlazione inversa tra grado di specializzazione e capacità proliferativa: più una cellula è indifferenziata, maggiore è la sua capacità proliferativa e di autorinnovamento; viceversa, le cellule differenziate si dividono poco, e alcune non si dividono affatto, come nel caso delle cellule nervose e delle cellule muscolari striate Molti tipi cellulari o sono differenziati o si dividono Una eccezione a questa regola è rappresentata dalle cellule muscolari lisce, epatociti, linfociti altamente specializzati e nello stesso tempo dotate ancora di una significativa capacità proliferativa che si attiva sotto certi stimoli all’occorrenza