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células mueren durante el desarrollo a menos que reciban una “señal de supervivencia”. Los vertebrados embrionarios, por ejemplo, tienen muchas más neuronas motrices para los músculos esqueléticos en su médula espinal que los animales adultos. Estas neuronas sobreviven sólo si logran formar si- napsis con las células del músculo esquelético; las neuronas adicionales mueren. En otros casos, se forman estructuras de embrión y luego desaparecen porque reciben una “señal de muerte” en alguna etapa del desarrollo. Por ejemplo, todos los vertebrados pasan por etapas embrionarias en las cuales tienen cola y membra- nas entre los dedos de las manos y los pies. En el ser humano, estas etapas pueden verse claramente en los embriones de seis semanas (véase la figura 41-12). Dos semanas después, las células de las membranas mueren para revelar dedos separa- dos, mientras que la cola sufre una regresión conforme sus cé- lulas mueren (véase la figura 41-13). En las ranas, la cola se pierde durante la metamorfosis de la larva o renacuajo. En este caso, la hormona tiroidea, que desencadena la metamorfosis, también estimula a las células de la cola para que produzcan enzimas, las cuales terminan por digerirla por completo (FI- GURA 41-4). 41.3 ¿CÓMO SE CONTROLA EL DESARROLLO? Piensa por un momento en el milagro biológico que transfor- mó una sola célula —un cigoto— en el individuo que eres. Los biólogos emplean términos prosaicos para describir esta in- creíble serie de sucesos. Desarrollo es el proceso por medio del cual un organismo pasa de óvulo fecundado a adulto. Diferen- ciación es la especialización de las células embrionarias que las convierte en diferentes tipos de células, como musculares, cerebrales, entre muchas otras. ¿Cómo se diferencian las célu- las unas de otras durante el desarrollo? Sabemos que el cigo- to contiene todos los genes necesarios para dirigir la construcción del organismo entero. ¿Se pierde alguno de es- tos genes durante la diferenciación celular? Cada célula contiene todos los planos genéticos del organismo A principios de la década de 1950, los embriólogos norteame- ricanos Thomas King y Robert Briggs comenzaron a realizar experimentos que posteriormente continuaría el embriólogo británico John Gurdon. Trasplantaron el núcleo de una célula diferenciada tomada del intestino de un renacuajo a un óvulo de rana no fecundado, cuyo núcleo se había extirpado (FIGU- RA 41-5 842 Capítulo 41 DESARROLLO ANIMAL hubiera resultado imposible de lograr si se hubieran perdido los genes durante la diferenciación. Estos experimentos apo- yaron la hipótesis de que cada célula diferenciada de un ani- mal contiene la información genética necesaria para el desarrollo de todo el organismo. El conocimiento de que to- das las células conservan los genes para producir un organis- mo adulto completo se emplea en la tecnología de células madre, como se describe en “Investigación científica: La pro- mesa de las células madre”. Ahora sabemos que las células de diferentes partes de un organismo difieren porque se acti- van distintos genes que se transcriben a RNA mensajero y se traducen en proteínas. óvulo no fecundado renacuajo células intestinales núcleo rana normal Xenopus Se destruye el núcleo mediante radiación. El núcleo de célula intestinal se trasplanta al óvulo. Se produce un desarrollo normal. La célula intestinal se aísla y su núcleo se elimina. 2 3 4 1 FIGURA 41-5 Las células conservan todos sus genes durante la diferenciación Los investigadores destruyeron el núcleo del óvulo no fecundado de una rana, luego trasplantaron el núcleo de una célula intestinal de un renacuajo al óvulo. El “huevo” resultante se desarrolló para dar origen a una rana normal, lo que demuestra que las células in- testinales conservan todos los genes necesarios para el desarrollo del organismo entero. PREGUNTA: En este experimento, ¿el tras- plante del núcleo de cualquier célula de una rana adulta habría da- do por resultado un desarrollo normal? FIGURA 41-4 Una rana toro pierde su cola
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