Sviluppo animale

Sviluppo animale… Campbell 7e legge – c46 p973-978; c47 p987-1010
Campbell 8e legge – c46 p1008-1009;c47 p1021-1036
Embriologia – studio dello sviluppo dell’embrione
5 fasi principali…
1. gametogenesi – produzione di gameti -(cioè, MEIOSI)
spermatogenesi*- nel tubulo semifero*
spermatociti –meiosi 1 & 2 –> cellule spermatiche
caratterizzate dalla “differenziazione cellulare”
oogenesi*- nell’ovaio* (fig)
ogni 28d l’FSH (dell’ipofisi) stimola il follicolo dormiente
oociti –meiosi–> producono il 2° ovocita &corpo polare
LH (ipofisi) provoca l’ovulazione
caratterizzata da “crescita cellulare – ingrandimento”

2. Fecondazione – unione di spermatozoi &cellula uovo –> 2n zigote…
parti di uno spermatozoo* – acrosoma, testa, mito, &assonema (flagello) disegno* &SEM
sperma deve penetrare…… 1) lo strato esterno, protettivo e gelatinoso dell’uovo,
2) lo strato di vitellina… (glicoproteine), &
foto* di Lennart Nilsson 3) membrana plasmatica dell’uovo
via REAZIONE ACROSTA… richiede specificità – (inverso)*, (mammiferi)*,
monospermia: fusione di un singolo nucleo di spermatozoo e uovo.
prevenzione della polispermia:
la membrana plasmatica &strato di vitellina si depolarizza;
il Ca++ viene rilasciato dall’E.R. dell’uovo e un’onda di Ca* attraversa l’uovo;
il Ca elevato porta alla reazione corticale (= spazio perivitellino)
dopo il fert, l’ithardens e si separa… formando la membrana della fecondazione*
il Ca elevato porta anche all’attivazione dell’uovo = respirazione cellulare &sintesi proteica
cronologia degli eventi*

3. Cleavage* – rapida successione di divisioni cellulari… senza crescita cellulare
– nessun aumento di dimensioni, solo un aumento del numero di cellule
(foto al microscopio ottico-1* – foto-2 video* & SEM- rana)
forma una palla cava di cellule chiamata BLASTULA embrione o blastocisti*,
con cavità fluida interna si chiama il… blastocoel
schema generale* pics riccio di mare cleavage a blastula embrione*
dipende rana* & pics rana cleavage*
su tuorlo pulcino* & pics pulcino cleavage*
polo animale* – porzione di embrione che ospita i tessuti primari
polo vegetale* – porzione di embrione contenente “tuorlo” – che stabilisce gli assi

embrione umano di 3 giorni (stadio di 8 cellule)
manipolazione di embrione umano blastula
Sumanas, Inc. animazione – cellule staminali embrionali umane

Embriogenesi &Strati di cellule germinali

4. Gastrulazione – periodo di migrazioni cellulari intorno al blastoporo (un organizzatore),
che converte l’embrione da palla cava di cellule in
uno stadio a 3 strati chiamato embrione gastrula* & pic
(inverso*) & (rana*) & (pulcino*)
formano 3 strati primari di cellule germinali:
ectoderma – strati epidermici esterni di organi, pelle –> epiteliali & nervi
endoderma – tessuto del tratto digestivo –> intestino & ghiandole endocrine
mesoderma – riempie lo spazio tra –> notocorda, muscolo &connettivo
tessuti derivati dai 3 strati embrionali germinali dei vertebrati*
gastrulazione oblitera il blastocoel – forma una nuova
cavità chiamata archenteron – cavità digestiva presunta
► periodo quando i nuovi geni diploidi dell’embrione diventano attivi

5. Organogenesi …. Formazione degli organi tramite – centri organizzatori*
gruppi di cellule che controllano il destino di (organizzano) altre cellule
ex: neuralizzazione* nella rana – formazione del sistema nervoso tramite tubo neurale
piastra neurale (ectoderma) – superficie piatta del tessuto che migra
attraverso elementi citoscheletrici per formare tubi*
tubo neurale*= cervello &corda spinale
notocorda (mesoderma) forma cartilaginecome la spina dorsale
► quasi tutti gli organi si formano da piastre piatte in tubi –> forma 3D
seguito da sviluppo segmentato tramite somiti – somiti*
Sviluppo umano: 6 settimane* – 20 settimane*
Film sullo sviluppo umano (diapositive dalla fecondazione al feto)
da Robert J. Huskey, dell’Università della Virginia
film sullo sviluppo di pesci, pulcini, maiali, &embrioni umani (WGBH-Nova)
le 23 fasi dello sviluppo umano (Visible embryo & NIH)
l’embrione umano multidimensionale – U of Michigan

Alcune differenze chiave: paragonare lo sviluppo animale a quello vegetale…
le maggiori differenze si verificano nei meccanismi di
MORFOGENEI: i meccanismi di sviluppo che stabiliscono
FORMA e ORGANIZZAZIONE (piano del corpo)
DIFFERENZIAMENTO DELLE CELLULE: processi attraverso i quali le cellule diventano
SPECIALIZZATE nella struttura e nella funzione
negli animali: migrazioni cellulari – dove le cellule creano nuove forme migrando
e formano piastre &tubi fig 21.4a
& induzione embrionale – dove un gruppo di cellule influenza lo sviluppo di
un gruppo adiacente di cellule ex : induzione del cristallino nell’occhio
nelle piante: citochinesi & piano della divisione cellulare* fig 21.4b

Base genetica dello sviluppo – è l’attività genica differenziale
le cellule diventano strutturalmente, funzionalmente, & biochimicamente diverse
esprimendo geni diversi in momenti diversi dello sviluppo
1a deve dimostrare che tutte le cellule di un organismo contengono un complemento genetico completo
cioè, la differenziazione non procede per perdita di geni con il tempo
Equivalenza genomica: tutte le cellule contengono gli stessi geni: esperimenti di trapianto nucleare –
1. F.C. Steward (1950) usando le carote* fa crescere tutta la pianta da una singola cellula
2. Briggs & King (1952) & J.B. Gurdon (1974) lo dimostra infrogs*
3. John Wilmut (1997) cloniDolly – clonazione*
Cellule staminali: cellule non specializzate (in forma &forma) che possono riprodursi indefinitamente
in condizioni appropriate –> differenziare in uno o più tipi di cellule
le cellule uovo fecondate sono totipotenti (= tutte) cellule staminali embrionali
vs. cellule staminali adulte (pluripotenti = molte, ma non tutte)- cellule staminali*
regolazione trascrizionale: risultati nell’espressione di proteine specifiche del tessuto -fig 18.10*
concetti chiave*