Biología del desarrollo

  La biología del desarrollo estudia los procesos mediante los cuales los organismos crecen y se desarrollan. La biología del desarrollo actual estudia los controles genéticos del crecimiento celular, la diferenciación celular y la morfogénesis (el proceso que origina los tejidos, órganos y la anatomía).

Laubichler & Wagner distinguen cuatro preguntas fundamentales a las que hace frente la biología del desarrollo:^[1]

1. ¿A través de qué caminos una célula aparentemente homogénea se desarrolla en un organismo diferenciado?
2. ¿Cuáles son los mecanismos que guían este "despliegue" en tres dimensiones?
3. ¿Cuáles son los objetos biológicamente relevantes causalmente implicados en los procesos de desarrollo?
4. ¿Cuál es la relación entre la información genética y la complejidad fenotípica que resulta de los procesos de desarrollo?

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Conceptos en Biología del desarrollo

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Mecanismos del desarrollo

Mecanismos básicos del desarrollo^[2]

• Mitosis asimétrica
• Dinámica temporal interna acoplada a mitosis
• Inducción jerárquica
• Mitosis dirigida
• Crecimiento diferencial
• Apoptosis
• Migración
• Adhesión
• Contracción
• Tumefacción, pérdida o deposición de la matriz celular

Mecanismos moleculares del desarrollo

Los tipos de moléculas involucradas en el desarrollo embrionario fueron identificados durante la segunda mitad del siglo XX. Los factores de transcripción son reguladores clave para la expresión de los genes, y es el control de transcripción que permite que cada tipo celular (epitelial, neuronal, muscular, etc) exprese sus proteínas específicas en determinadas cantidades. Los factores de transcripción son regulados por cascadas de transducción de señales que reciben señales exteriores a la célula, y se las "comunican" al núcleo celular. Estas cascadas de señales casi siempre involucran receptores de membrana, a los que se unen los ligandos, y enzimas. Un tipo de genes muy importante, los cuales son regulados por distintos factores de transcripción en distintas células, son los genes que codifican para proteínas de adhesión, las cuales son muy importantes en la morfogénesis.

Modelos embrionarios

Estos organismos son muy usados como modelos por los biólogos del desarrollo:

• Cordados
  • Lancelet Branchiostoma lanceolatum
  • Zebrafish Danio rerio
  • Sapos Xenopus laevis
  • Pollito Gallus gallus
  • Ratón Mus musculus
• Invertebrados
  • Erizo de mar
  • gusano Caenorhabditis elegans
  • Mosca de la fruta Drosophila melanogaster
• Plantas
  • Arabidopsis thaliana
  • Maize
  • Snapdragon

Subdisciplinas y disciplinas relacionadas

Embriología

La embriología es parte de la biología del desarrollo, estudia a los organismos desde su estado de una célula (generalmente el cigoto) hasta el final de la etapa embrionaria, lo que no significa necesariamente el inicio de la vida libre del organismo. La embriología fue originalmente una ciencia más descriptiva hasta el siglo XX. Hoy en día ambas ciencias estudian los pasos necesarios para la formación del cuerpo de un organismo vivo.

Biología evolutiva del desarrollo

La biología evolutiva del desarrollo se desarrolló ampliamente en la década de 1990. Es una síntesis entre los descubrimientos de la biología molecular del desarrollo y la biología evolutiva, la cual considera toda la diversidad de los organismos desde un contexto evolucionista.

Medicina

Los descubrimientos de la biología del desarrollo ayudan a entender defectos en el desarrollo como lo es el síndrome de Down (una aberración cromosómica). Llegar a entender cómo las células se diferencian durante el desarrollo permitiría, especializar células madre en distintos tejidos y órganos con fines médicos.

Referencias

1. ↑ Laubichler & Wagner (2001)How Molecular is Molecular Developmental Biology? A Reply to Alex Rosenberg’s Reductionism Redux: Computing the Embryo. Biology and Philosophy 16: 57-58
2. ↑ Salazar-Ciudad, I., Jernvall, J. and Newman S. A. (2003) REVIEW ARTICLE Mechanisms of pattern formation in development and evolution. Development 130

Véase también

• Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Biología del desarrollo.Wikiversidad

• Biología evolutiva del desarrollo
• Genética del desarrollo
• Embriología
• Embriogénesis
• Desarrollo floral
• Embriogénesis en Drosophila
• Desarrollo dentario

Enlaces externos

• Developmental Biology by Scott Gilbert. (libro de texto online, en inglés)
• Society for Developmental Biology
• Developmentalbiology.com