En la biología del desarrollo de principios del siglo XX, un campo morfogenético es un grupo de células capaces de responder a señales bioquímicas discretas y localizadas que conducen al desarrollo de estructuras u órganos morfológicos específicos . [1] [2] Las extensiones espaciales y temporales del campo embrionario son dinámicas, y dentro del campo hay una colección de células que interactúan a partir de las cuales se forma un órgano en particular. [3] Como grupo, las células dentro de un campo morfogenético dado están restringidas: por lo tanto, las células en un campo de extremidadesse convertirá en tejido de una extremidad, los de un campo cardíaco se convertirán en tejido cardíaco. [4] Sin embargo, la programación celular específica de células individuales en un campo es flexible: una célula individual en un campo cardíaco puede ser redirigida a través de la señalización de célula a célula para reemplazar células específicas dañadas o faltantes. [4] Los discos imaginarios en las larvas de insectos son ejemplos de campos morfogenéticos. [5]
Desarrollo historico
El concepto de campo morfogenético, fundamental a principios del siglo XX para el estudio del desarrollo embriológico, fue introducido por primera vez en 1910 por Alexander G. Gurwitsch . [6] El apoyo experimental fue proporcionado por los experimentos de Ross Granville Harrison trasplantando fragmentos de un embrión de tritón en diferentes ubicaciones. [7]
Harrison fue capaz de identificar "campos" de células que producen órganos como extremidades, cola y branquias y demostrar que estos campos podrían estar fragmentados o tener células indiferenciadas agregadas y todavía resultaría una estructura final normal completa. Por lo tanto, se consideró que era el "campo" de las células, más que las células individuales, el modelo para el desarrollo posterior de órganos particulares. El concepto de campo fue desarrollado por el amigo de Harrison, Hans Spemann , y luego por Paul Weiss y otros. [3] El concepto era similar al significado del término entelequia de vitalistas como Hans Adolf Eduard Driesch (1867-1941).
En la década de 1930, sin embargo, el trabajo de los genetistas, especialmente Thomas Hunt Morgan , reveló la importancia de los cromosomas y genes para controlar el desarrollo, y el surgimiento de la nueva síntesis en biología evolutiva disminuyó la importancia percibida de la hipótesis de campo. Morgan fue un crítico particularmente severo de los campos, ya que el gen y el campo se percibían como competidores por el reconocimiento como la unidad básica de la ontogenia . [3] Con el descubrimiento y mapeo de genes de control maestro, como los genes homeobox , la preeminencia de los genes parecía asegurada. Pero a finales del siglo XX el concepto de campo fue "redescubierto" como una parte útil de la biología del desarrollo. Se encontró, por ejemplo, que diferentes mutaciones podrían causar las mismas malformaciones, lo que sugiere que las mutaciones estaban afectando a un complejo de estructuras como una unidad, una unidad que podría corresponder al campo de la embriología de principios del siglo XX.
Scott Gilbert propuso que el campo morfogenético es un término medio entre los genes y la evolución. [3] Es decir, los genes actúan sobre campos, que luego actúan sobre el organismo en desarrollo. [3] Jessica Bolker describió los campos morfogenéticos no simplemente como estructuras u órganos incipientes, sino como entidades dinámicas con sus propios procesos de desarrollo localizados, que son fundamentales para el campo emergente de la biología evolutiva del desarrollo ("evo-devo"). [8] En 2005, Sean B. Carroll y sus colegas mencionaron los campos morfogenéticos solo como un concepto propuesto por los primeros embriólogos para explicar el hallazgo de que un brote de extremidad anterior podría trasplantarse y aún así dar lugar a una extremidad anterior; definen "campo" simplemente como "una región discreta" en un embrión. [9]
Referencias
- ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Mecanismos universales de desarrollo animal. en: Biología Molecular de la Célula (4ª ed.). Guirnalda. ISBN 978-0-8153-3218-3.
- ^ Jacobson AG, Sater AK (1 de noviembre de 1988). "Características de la inducción embrionaria" . Desarrollo . 104 (3): 341–59. PMID 3076860 .
- ^ a b c d e Gilbert SF, Opitz JM, Raff RA (1996). "Resintetización de la biología evolutiva y del desarrollo". Dev. Biol . 173 (2): 357–72. doi : 10.1006 / dbio.1996.0032 . PMID 8605997 .
- ^ a b Gilbert SF (2003). Biología del desarrollo (7ª ed.). Sunderland, Mass: Sinauer Associates. págs. 65–6. ISBN 978-0-87893-258-0.
- ^ Alberts B y col. (2002). Organogénesis y modelado de apéndices. en: Biología Molecular de la Célula (4ª ed.). Guirnalda. ISBN 978-0-8153-3218-3.
- ^ Beloussov, LV (1997). "Vida de Alexander G. Gurwitsch y su relevante contribución a la teoría de campos morfogenéticos" . Revista Internacional de Biología del Desarrollo . 41 (6): 771–779.[ enlace muerto permanente ] , con comentarios de SF Gilbert y JM Optiz.
- ^ de Robertis, EM; Morita, EA; Cho, KWY (1991). "Campos de gradiente y genes homeobox" (PDF) . Desarrollo . 112 (3): 669–678. PMID 1682124 .
- ^ Bolker, JA (2000). "La modularidad en el desarrollo y por qué es importante para Evo-Devo". Zoólogo estadounidense . 40 (5): 770–776. CiteSeerX 10.1.1.590.6792 . doi : 10.1668 / 0003-1569 (2000) 040 [0770: MIDAWI] 2.0.CO; 2 .
- ^ Carroll, Sean B .; Grenier, Jennifer K .; Weatherbee, Scott D. (2005). Del ADN a la diversidad: genética molecular y la evolución del diseño animal (2ª ed.). Blackwell. págs. 20, 242. ISBN 978-1-4051-1950-4.
Otras lecturas
- Davidson EH (1 de julio de 1993). "Embriogénesis posterior: circuitos reguladores en campos morfogenéticos" . Desarrollo . 118 (3): 665–90. PMID 7915668 .
- Gilbert SF (2006). "El" redescubrimiento "de los campos morfogénicos. En: DevBio: un compañero de la biología del desarrollo, 8ª ed" . Asociados Sinauer. Archivado desde el original el 9 de junio de 2007 . Consultado el 20 de julio de 2007 .
enlaces externos
- Ver un modelo de campo morfogenético y simulación en: Lahoz-Beltra, R., Selem Mojica, N., Perales-Gravan, C., Navarro, J., Marijuan, PC, 2008. Towards a Morphogenetic Field Theory. [1]