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BIOLOGIA DEL DESARROLLO JANNETH ROJAS ORTEGA Bióloga Marina MSc. PhD. candidato PROGRAMA DE BIOLOGIA UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA Riohacha, I- 2014 Objetivo • El objetivo principal del curso de biología del desarrollo es reconocer los procesos de desarrollo que conducen al establecimiento del plano corporal de los organismos tanto invertebrados como vertebrados y los mecanismos celulares y genéticos correspondientes. Esto le permitirá comprender la organogénesis y la histogénesis, así como la patología relacionada con los mecanismos de desarrollo y diferenciación. Contenido del Curso • PRINCIPIOS DE LA BIOLOGIA DEL DESARROLLO (Introducción, epigenesis, bases genéticas del desarrollo, expresión génica diferencial) • DESARROLLO EMBRIONARIO TEMPRANO (Fecundación, desarrollo invertebrados, anfibios, peces y aves y mamíferos) • DESARROLLO EMBRIONARIO TARDIO (Ectodermo, mesodermo, determinación de sexo, regeneración, envejecimiento) • RAMIFICACIONES DE LA BIOLOGIA DEL DESARROLLO (desarrollo de plantas, implicaciones médicas, regulación ambiental, mecanismos de cambio evolutivos) Bibliografía Dymanic Development. http://www.acs.ucalgary.ca/~browder/genereg.html Gilbert, S.F. (2003). DevBio: A companion to Developmental Biology (7ma Edición). Massachusetts: Sinauer Associates, Inc. www.devbio.com Kalthoff, K. (2001) Analysis of Biological Development. (2da Edición). New York: McGraw Hill, Inc. Rivera, M.E. (2005). Fecundación y desarrollo temprano en el dólar de arena. Humacao: UPR-Humacao. Slack, J.M.W. (2006). Essential Developmental Biology, (2nd Edición). Massachusetts: Blackwell Publishing. Wright, S.J. (2005). A Photographic Atlas of Developmental Biology EBRARY.COM Barrie J.M. 2006. Reproductive Biology and Phylogeny Birds, Part A. Science Publishers. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10256210 Barrie G.M. 2003. Reproductive Biology and Phylogeny of Anura. Science Publishers. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10257795 Kuehn, F. S. 2009. "Endocrinology Research and Clinical Developments : Thyroid Hormones : Functions, Related Diseases and Uses". Nova Science Publishers, Inc. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10660156 Marshak, Daniel R. 2001. "Stem Cell Biology". Cold Spring Harbor Laboratory Press. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10006730 Pinto-Correia, C. 1997."Ovary of Eve : Egg and Sperm and Preformation".University of Chicago Press. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10216932 Prasad S.K. 2008. Stem Cells Research Compendium Volume 2. Nova Science Publishers, Inc. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10661624 Sever, D. M. 2003. Reproductive Biology and Phylogeny of Urodela. Science Publishers. http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10290056 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10256210 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10257795 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10660156 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10006730 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10216932 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10661624 http://site.ebrary.com/lib/bibliouniguajira/docDetail.action?docID=10290056 INTENSIDAD HORARIA - Intensidad horaria semanal: 5 horas - Grupos de laboratorio: 3 estudiantes - Exposición individual - Teoría 4310 Miércoles 3:00 – 5:15 pm. Laboratorio Lunes 6:30- 8:00 a.m. biologia.desarrollo.ug@gmail.com EVALUACIÓN 1er corte: ____ _________ (100%) Parcial 1………………………………......….......(60%) 19 de Marzo Pruebas Cortas …………………………… … ( 10%) Nota laboratorio individual .…………… (30%) 2do corte: __________ ___ (100%) Parcial 2………………………… ..……………… (60%) 14 de Mayo Pruebas Cortas …………………. ….…….… ..(20%) Informes laboratorios………………………... (20%) 3er corte: ___________ ___ (100%) Parcial 3………………………………………........ (40%) 12 de Junio Entrega de trabajos .........………………….. (30%) 16 de Junio Exposiciones…………………………....…..…… (30%) 1.¿Qué es la biología del desarrollo? 2.Elementos históricos. Los orígenes en la antigua Grecia. Renacimiento de la biología del desarrollo. 3.Preformación y mecanicismo. 4.Epigénesis y vitalismo. Biología del Desarrollo • La biología del desarrollo es la ciencia que estudia todos los procesos que se dan desde la fecundación, pasando por el nacimiento y las diferentes fases en la vida de los seres vivos. • La biología del desarrollo estudia los procesos mediante los cuales los organismos crecen y se desarrollan. • Estudia los controles genéticos del crecimiento celular, la diferenciación celular y la morfogénesis. Elementos Históricos • Hipócrates (c. 460-c. 377 a.C.) y Aristóteles (384- 322 a.C.) identifica dos patrones el patrón de segmentación holoblástico y meroblástico, además se le atribuye que fue el primero en entender las funciones de la placenta y el cordón umbilical. • William Harvey, llego a la conclusión que todos los animales, incluyendo los mamíferos se originaban a partir de huevos (células huevo), o ex ovo omnia “todos a partir del huevo. ¨Sobre la generación de criaturas vivas¨. El Renacimiento Leonardo da Vinci (1432- 1519) Y Andrés Vesalio (1514 – 1564) “De humani corporis fabrica”. Restauran el interés por el estudio del origen, composición y desarrollo de animales y plantas. Es llamativo el avance en la Morfología, con las disecciones de personas y animales que han quedado plasmadas en los maravillosos dibujos anatómicos de y en la impresionante obra de La embriología de Leonardo da Vinci contenida en el tercer volumen de sus cuadernos (el d'Anatomia de Quaderni) que permaneció desconocido hasta inicios del siglo XX. Preformación • En 1672 Marcelo Malpighi, publico el primer trabajo sobre el desarrollo del pollo generando uno de los debates más fuertes de la embriología, la polémica sobre si los órganos del embrión son formados de cero en cada generación (epigénesis), o si están presentes en forma de miniatura dentro del gametos masculino o femenino (preformismo). • Malpighi creyó en este postulado al observar que los huevos de pollo sin incubar tenían mucha estructura, con lo cual concluyó que los órganos estaban preestablecidos en miniatura dentro del gameto femenino o el espermatozoide. Epigénesis • William Harvey (1578-1657) sostenía que la matriz de la mujer genera el feto por efecto de un "contagio" que la simiente del varón le transmite y que todo el cuerpo materno es fecundado por la simiente pero sólo la matriz puede concebir al feto. • Las observaciones sobre el desarrollo del polluelo realizadas por Jerónimo Fabricio (1537-1619) y las antiguas concepciones de Aristóteles (384-322 a. C.) acerca del principio activo, entre otras, lo llevaron a concluir que el embrión se desarrolla gradualmente en el huevo por diferenciación sucesiva de partes nuevas. A esta concepción se le da el nombre de "epigénesis". Mecanicismo • El mecanicismo fue una hipótesis en la cual toda actividad realizada por los organismos obedecía a las leyes de la física y la química. Hermann Boerhaave (1668-1738), un médico holandés afirmaba que el cuerpo humano trabajaba de forma similar a una maquina en donde, los brazos y las piernas se mueven como palancas, el corazón trabaja como una bomba, los pulmonescomo fuelles y el estómago como un mortero con su mano. Vitalismo • En 1707, el médico alemán George E. Stahl (1659- 1734) publicó un libro en el que afirmaba enfáticamente que los organismos vivos son "especiales" en el sentido de que no se rigen por las leyes físicas, sino por leyes de un carácter distinto. Se trataría de una fuerza específica, distinta de la energía estudiada por la física y otro tipo de ciencias que, actuando sobre la materia organizada. Principios del Desarrollo: Anatomía del Desarrollo I • 1. Los organismos deben funcionar como se forman los órganos. Tienen que utilizar un conjunto de estructuras mientras sucede la construcción de otros. • 2. La principal pregunta del desarrollo es , ¿Cómo el huevo se convierte en un adulto? Esta pregunta puede dividirse en: a. diferenciación ¿Cómo las células llegan a ser diferentes de sus precursores ?, b. morfogénesis ¿Cómo se forman, en qué orden ?, c. crecimiento ¿Cómo se regula el tamaño?, d. reproducción ¿Cómo se origina una generación? y e. evolución ¿De qué manera los cambios en los procesos de desarrollo crean nuevas estructuras anatómicas ?. • 3. Sucede Epigénesis. Los nuevos organismos se crean de novo cada generación desde el relativamente desordenado citoplasma del óvulo. • 4. Preformación no está en las estructuras anatómicas, pero si en las instrucciones para formarlos. La herencia del huevo fertilizado incluye el potencial genético del organismo. • 5. Las instrucciones nucleares preformados incluyen la capacidad para responder a estímulos ambientales de maneras específicas. • 6. El ectodermo da lugar a la epidermis, el sistema nervioso , y las células de pigmento . • 7. El mesodermo genera los riñones, gónadas, huesos, corazón y células sanguíneas. • 8. El endodermo forma el revestimiento del tubo digestivo y el sistema respiratorio. Principios del Desarrollo: Anatomía del Desarrollo II Teoría del paralelismo (Ontogénia recapitula la filogénia) Paralelismo entre el desarrollo ontogenético y la organización de los seres vivos. La vinculación entre evolución y desarrollo tiene lugar en la Teoría de la Recapitulación (1866) de Ernst Haeckel (1834-1919). http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_la_Recapitulaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_la_Recapitulaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Ernst_Haeckel http://es.wikipedia.org/wiki/Ernst_Haeckel Las leyes de Baer • Karl Ernst von Baer se opuso radicalmente a la teoría del paralelismo (ontogenia recapitula la filogenia), todas sus objeciones se enuncian en cuatro grandes leyes: • Los caracteres generales del grupo al que pertenece un embrión aparecen el desarrollo antes que los caracteres específicos. • Las relaciones estructurales específicas se forman después de las genéricas. • El embrión no pasa por estadios pertenecientes a otras formas específicas sino que se separa de ellas. • El embrión de una forma animal nunca se asemeja al adulto de otra forma animal sino a su embrión. Los embriones divergen progresivamente a partir de estadios relativamente homogéneos que se van diferenciando en función de la clasificación taxonómica, desde los grandes grupos hasta la especie. Asignación • Ensayo ¨Teoría del Paralelismo¨ Tres párrafos hoja y media, aciertos y desaciertos de la obra de Ernst Haeckel (1834- 1919). Electrónico, plazo hasta el día 25 de febrero 2014. • Leer Bases genéticas del desarrollo
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