La organogénesis es la fase del desarrollo embrionario que comienza al final de la gastrulación y continúa hasta el nacimiento . Durante la organogénesis, las tres capas germinales que se forman a partir de la gastrulación ( ectodermo , endodermo y mesodermo ) forman los órganos internos del organismo. [1]
Las células de cada una de las tres capas germinales se diferencian , un proceso en el que las células menos especializadas se vuelven más especializadas mediante la expresión de un conjunto específico de genes. La diferenciación celular está impulsada por cascadas de señalización celular. [2] La diferenciación está influenciada por señales extracelulares como los factores de crecimiento que se intercambian con las células adyacentes, lo que se denomina señalización yuxtracrina, o con células vecinas en distancias cortas, lo que se denomina señalización paracrina . [3] Las señales intracelulares consisten en una señal celular en sí misma ( señalización autocrina ), que también juega un papel en la formación de órganos. Estas vías de señalización permiten el reordenamiento celular y aseguran que los órganos se formen en sitios específicos dentro del organismo. [1] El proceso de organogénesis se puede estudiar utilizando embriones y organoides. [4]
Órganos producidos por las capas germinales.
El endodermo es la capa germinal más interna del embrión que da lugar a órganos gastrointestinales y respiratorios mediante la formación de revestimientos epiteliales y órganos como el hígado, los pulmones y el páncreas. [5] El mesodermo o capa germinal media del embrión formará la sangre, el corazón, los riñones, los músculos y los tejidos conectivos. [5] El ectodermo o la capa germinal más externa del embrión en desarrollo forma la epidermis, el cerebro y el sistema nervioso. [5]
Mecanismo de formación de órganos.
Si bien cada capa germinal forma órganos específicos, en la década de 1820, el embriólogo Heinz Christian Pander descubrió que las capas germinales no pueden formar sus respectivos órganos sin las interacciones celulares de otros tejidos. [1] En los seres humanos, los órganos internos comienzan a desarrollarse entre 3 y 8 semanas después de la fertilización. Las capas germinales forman órganos mediante tres procesos: pliegues, fracturas y condensación. [6] Los pliegues se forman en la hoja germinal de las células y generalmente forman un tubo cerrado que se puede ver en el desarrollo del tubo neural de los vertebrados. Pueden formarse grietas o bolsas en la hoja germinal de células formando vesículas o alargamientos. Los pulmones y las glándulas del organismo pueden desarrollarse de esta manera. [6]
Un paso principal en la organogénesis de los cordados es el desarrollo de la notocorda , que induce la formación de la placa neural y, en última instancia, el tubo neural en el desarrollo de los vertebrados. El desarrollo del tubo neural dará lugar al cerebro y la médula espinal. [1] Los vertebrados desarrollan una cresta neural que se diferencia en muchas estructuras, incluidos huesos, músculos y componentes del sistema nervioso central . La diferenciación del ectodermo en la cresta neural, el tubo neural y el ectodermo de superficie a veces se denomina neurulación y el embrión en esta fase es la neurula. El celoma del cuerpo se forma a partir de una división del mesodermo a lo largo del eje somita [1]
Organogénesis vegetal
En las plantas, la organogénesis ocurre continuamente y solo se detiene cuando la planta muere. En el brote , los meristemas apicales del brote producen regularmente nuevos órganos laterales ( hojas o flores ) y ramas laterales. En la raíz , se forman nuevas raíces laterales a partir de tejido interno débilmente diferenciado (por ejemplo, el periciclo del polo del xilema en la planta modelo Arabidopsis thaliana ). In vitro y en respuesta a mezclas específicas de hormonas (principalmente auxinas y citoquininas ), la mayoría de los tejidos vegetales pueden desdiferenciarse y formar una masa de células madre totipotentes en división llamada callo . Entonces puede producirse organogénesis a partir de esas células. El tipo de órgano que se forma depende de las concentraciones relativas de hormonas en el medio. La organogénesis vegetal puede inducirse en cultivo de tejidos y usarse para regenerar plantas. [7]
Ver también
- Organoide
- Ectodermo
- Embriogénesis
- Endodermo
- Desarrollo ocular
- Gastrulación
- Capa germinal
- Desarrollo de la línea germinal
- Gonadogénesis
- Desarrollo del corazon
- Histogénesis
- Desarrollo de extremidades
- Mesodermo
- Morfogénesis
- Noogénesis
- Lista de tipos de células humanas derivadas de las capas germinales
Referencias
- ^ a b c d e Gilbert, SF; Barresi, MJF (1 de mayo de 2017). "Biología del desarrollo, undécima edición de 2016". American Journal of Medical Genetics Parte A . 173 (5): 1430. doi : 10.1002 / ajmg.a.38166 . ISSN 1552-4833 .
- ^ Rankin, Scott (2018). "El tiempo lo es todo: la señalización repetitiva de Wnt, BMP y RA regulan la competencia del desarrollo durante la organogénesis del endodermo" . Biología del desarrollo . 434 (1): 121-132. doi : 10.1016 / j.ydbio.2017.11.018 . PMC 5785443 . PMID 29217200 - a través de NCBI.
- ^ Edlund, Helena (julio de 2002). "Organogénesis: organogénesis pancreática - mecanismos de desarrollo e implicaciones para la terapia". Nature Reviews Genética . 3 (7): 524–532. doi : 10.1038 / nrg841 . ISSN 1471-0064 . PMID 12094230 . S2CID 2436869 .
- ^ Ader, Marius; Tanaka, Elly M (2014). "Modelado del desarrollo humano en la cultura 3D". Opinión actual en biología celular . 31 : 23-28. doi : 10.1016 / j.ceb.2014.06.013 . PMID 25033469 .
- ^ a b c Kiecker, Clemens; Bates, Thomas; Bell, Esther (1 de marzo de 2016). "Especificación molecular de capas germinales en embriones de vertebrados" . Ciencias de la vida celular y molecular . 73 (5): 923–947. doi : 10.1007 / s00018-015-2092-y . ISSN 1420-682X . PMC 4744249 . PMID 26667903 .
- ^ a b "Desarrollo animal - Inducción embrionaria" . Enciclopedia Británica . Consultado el 4 de abril de 2018 .
- ^ "Biblioteca electrónica de Ciencias de Plantas y Suelos" . passel.unl.edu . Consultado el 4 de abril de 2018 .
enlaces externos
- La definición del diccionario de organogénesis en Wikcionario