19/03/2019

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1. Fertilização

2. Polimerização polarizada dos microtúbulos pelo aster espermático

3. Rotação cortical

4. Concentração de Dsh na região vegetal-dorsal

5. Inibição de GSK-3 na região vegetal-dorsal

6. Atividade da beta-catenina na região vegetal-dorsal

Região Ventral

Região Dorsal

7. Sobreposição de beta-catenina com VegT na região vegetal

8. Transcrição e secreção de Nodal na região vegetal Dorsal

9. Indução do Organizador

10. Síntese de inibidores de BMP a partir do Organizador

11. Indução de tecidos neurais no Ectoderma Dorsal

O Organizador de Spemann fica no MESODERMA DORSAL e formará a Notocorda

Organizador de Spemann

Recém-fertilizado

Rotação cortical

Meso-blástula

Gástrula

Dsh no pólo vegetal

Dsh no crescente cinza

Transcrição zigótica

Organizador

Nodal

Neural

VegT no pólo vegetal

Inibidor BMP

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Swan et al., JCB 1998

C. elegans- ANTERO POSTERIOR

Galinha- DORSO VENTRAL

pH básico

pH ácido

Mas cada espécie tem seu primeiro eixo.....

Fuso mitótico

Gradiente de pH

?

ABa

ABp

P2

EMSAB

P1

Gravidade/Centrossomo

V D

Camundongo- DV

O eixo antero-posterior

O primeiro eixo a ser definido no embrião de galinha é o antero-posterior

ONDE se inicia a gastrulação em Gallus gallus?

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HoloblásticoRotacional(MAMÍFEROS)

MeroblásticoDiscoidal(RÉPTEIS, PEIXES,AVES)

O ovo de aves é telolécito com clivagem meroblástica

*

HoloblásticoRadial(ANFÍBIOS)

Formação do hipoblasto

onde se inicia a linha primitiva?

As células que ingressam pela linha primitiva têm dois destinos:Espaço entre Epi e HipoblastoDeslocam e substituem o Hipoblasto secundário, formando o endoderma definitivo

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A LINHA PRIMITIVA surge de uma região logo anterior a um crescente (Foice de Koller) que define a PMZ (Zona Marginal Posterior)

Linha Primitiva

Foice de Koller

A LINHA PRIMITIVA surge de uma região logo anterior à PMZ

Em diversos aspectos, o nó de Hensen é considerado o equivalente molecular do lábio do blastóporo dorsal de Xenopus

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1.O nó de Hensen ou Nó Primitivo formará a Notocorda

2. a notocorda (derivado do Nó de Hensen) produz inibidores de BMP

Streit et al., Development (1998)Reese et al., Dev. Bio (2004)Mod from Gitton et al., Development (2011)

Chordin

GÁSTRULA NÊURULA

Wolpert, Biologia do Desenvolvimento

O que se esperaria de um transplante de nó de Hensen?

a) Reversão do eixo dorso-ventralb) Duplicação do eixo dorso-ventralc) Duplicação do eixo antero-posteriord) Nascer um sapo de ovo de galinha

Wolpert, Biologia do Desenvolvimento

1.O transplante do nó de Hensen também duplica eixos (A-P)

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O QUE DEFINE ONDE SERÁ FORMADO a zona marginal POSTERIOR (PMZ) ?

Recém-fertilizado

Rotação cortical

Meso-blástula

Gástrula

Dsh no pólo vegetal

Dsh no crescente cinza

Transcrição zigótica

Organizador

Nodal

Neural

VegT no pólo vegetal

Inibidor BMP

O QUE é Zona Marginal Posterior?

A PMZ expressa Vg (componente da via do VegT)

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Vg1

Wnt

Nodal

Linha Primitiva

Foice de Koller

O QUE DEFINE ONDE acumulará Veg1?

Recém-fertilizado

Rotação cortical

Meso-blástula

Gástrula

Dsh no pólo vegetal

Dsh no crescente cinza

Transcrição zigótica

Organizador

Nodal

Neural

VegT no pólo vegetal

Inibidor BMP

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?

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O eixo antero-posterior é determinado no oviduto durante o rolamento da gema

Mas,será que o ponto de entrada do espermatozóide determina a direção do rolamento???

O eixo ANTERO-POSTERIOR é mantido?

Yang, X., D. Dormann, A. E. Münsterberg and C. J. Weijer. 2002. Dev. Cell 3: 425–437.

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AA neurulação e os somitos são formados numa ordem antero-posterior

2. Existe uma identidade antero-posterior na sequência de somitos.

O eixo Levo-dextro1/ 10.000

A posição dos órgãos internos é assimétrica

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Pitx2 está no lado esquerdo do tubo cardíacoPitx2: proteína nuclear, fator de transcrição

Esq DirEsq Dir

Que experimento demonstraria que Pitx2 é suficiente para determinar o eixo LD?

a) Superexpressão de Pitx2 no lado direitob)Superexpressão de Pitx2 no lado esquerdoc)Supressão de expressão de Pitx2 do lado direitod)Supressão de expressão de Pitx2 do lado esquerdo

Que experimento demonstraria que Pitx2 é suficiente para determinar o eixo LD?

a) Superexpressão de Pitx2 no lado direitob)Superexpressão de Pitx2 no lado esquerdoc)Supressão de expressão de Pitx2 do lado direitod)Supressão de expressão de Pitx2 do lado esquerdo

Que resultado seria esperado do experimento de superexpressão de Pitx2 do lado direito caso ele realmente tenha um papel no eixo LD?

a)100% dos embriões com inversão do coraçãob)50% dos embriões com inversão do coraçãoc)Letalidade (morrem todos os embriões)d)Coração não se dobra

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Que resultado seria esperado do experimento de superexpressão de Pitx2 do lado direito caso ele realmente tenha um papel no eixo LD?

a)100% dos embriões com inversão do coraçãob)50% dos embriões com inversão do coraçãoc)Letalidade (morrem todos os embriões)d)Coração não se dobra

A expressão de Pitx-2 no lado direito altera o eixo levo-dextro 70% isoméricos25% invertidos

Esquerda Direita

Pitx2

DETERMINAÇÃO DO EIXO LEVO-DEXTRO EM Gallus A proteína nuclear Snail é expressa do lado direito apenasSnail: fator de transcrição

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Esquerda Direita

Pitx2

DETERMINAÇÃO DO EIXO LEVO-DEXTRO EM Gallus

Snail

HH 10Schlange et al 2002

Antes de Pitx-2, o Nodal é expresso exclusivamente no lado ESQUERDONodal: proteína secretada

HH8-

(Mas o NODAL não participa do estabelecimento do Organizador?

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Recém-fertilizado

Rotação cortical

Meso-blástula

Gástrula

Dsh no pólo vegetal

Dsh no crescente cinza

Transcrição zigótica

Organizador

Nodal

Neural

VegT no pólo vegetal

Inibidor BMP

)Esquerda Direita

Pitx2

GENES NO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA

Snail

Esquerda Direita

Nodal

HH 10 HH 8-

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Neste experimento, injetaram Nodal no lado direito do embrião e fizeram hibridação in situ para Pitx2 nos girinos

CO

NT

RO

LE

INJE

TAD

O

CO

NT

RO

LEIN

JETA

DO

a) Nodal reprime a expressão de Pitx2 no lado direitob) Nodal induz a expressão de Pitx2 no lado direitoc) Nodal induz a expressáo de Pitx2 no lado que estiverd) A injeçao de Nodal causou duplicação do eixo dorso-ventral

Qual é o efeito do Nodal?

Qual é o efeito do Nodal?

CO

NT

RO

LEIN

JETA

DO

a) Nodal reprime a expressão de Pitx2 no lado direitob) Nodal induz a expressão de Pitx2 no lado direitoc) Nodal induz a expressão de Pitx2 no lado que estiverd) A injeçao de Nodal causou duplicação do eixo dorso-ventral

Esquerda Direita

Pitx2

GENES NO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA

Snail

Esquerda Direita

Nodal

HH 10 HH 8-

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HH 5

O Shh é assimetricamente expresso no Nó de Hensen

Esquerda Direita

Pitx2

GENES NO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA

Snail

Esquerda Direita

Nodal

HH 10 HH 8- HH 5

Esquerda Direita

Shh

cam

ud

on

goM

ed

aka

sp.

EXISTEM CÍLIOS NOS NÓS

Cílios estão presentes em nós ou nó-equivalentes de várias espécies

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Movimentação dos cílios na vesícula de Kuppfer de zebrafish Baseado em dados de camudongos mutantes, propõe-se a existência de cílios com batimento direcionado no Nó de Hensen e estruturas equivalentes.

A presença dos cílios precede o aparecimento do primeiro gene assimétrico

PARTICULA DE VESÍCULA DO NÓ

Fluxo no nó

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Esquerda Direita

Shh

Nodall

Pitx2 Snail

DETERMINAÇÃO DO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA

?

?

O que determina a direcionalidade dos cílios? O nodal existe em protostomados também. Como é a quiralidade?

Development 141, 1603–1613.

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Em spirulianos:Na clivagem RADIAL,os 3 primeiros planos de clivagem são ortogonais ;enquanto que na clivagem ROTACIONAL, há um deslocamento dos plano de clivagens, que resulta na intercalação dos blastômeros.

HOLOBLÁSTICA ESPIRAL

A direção da clivagem em alguns caramujos pode variar, formando indivíduos de carapaça dextrógera ou sinistra.

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A quiralidade da Lymnea stagnalis é evidenciada nas primeiras clivagens

Curr Biol. 2004 Aug 24;14(16):1462-7.

http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7274/fig_tab/462727a_F2.html

O PADRÃO INICIAL DE CLIVAGEM É IMPORTANTE? inversão artificial da direção dos blastômeros

Nature. 2009 Dec 10;462(7274):790-4.

A inversão artificial da direção dos blastômeros inverte o eixo

Nod

alP

itx

Controle Revertido

A inversão artificial da direção dos blastômeros inverte o eixo E A EXPRESSÂO GÊNICA reflete isto.

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O QUE DETERMINA O PADRÃO DE CLIVAGEM?

DD x dd DdGira para a

direita

dd x DD DdGira para a esquerda

Dd x Dd DdGira para a

direita

O que se pode dizer sobre a genética da quiralidade?a) Nadab) O giro para a direita é dominantec) Não é este gene D, procurem outrod) O giro para a direita é dominante de forma dependente

do sexo do parental

DD x dd DdGira para a

direita

dd x DD DdGira para a esquerda

Dd x Dd DdGira para a

direita

O que se pode dizer sobre a genética da quiralidade?a) Nadab) O giro para a direita é dominantec) Não é este gene D, procurem outrod) O giro para a direita é dominante de forma dependente

do sexo do parental

A posição do plano de clivagem é perpendicular ao fuso mitótico. E sua posição pode ser determinada por proteínas de membrana e elementos citoplasmáticos (ponto preto)

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O QUE DETERMINA O PADRÃO DE CLIVAGEM?Um elemento maternalque regula a posição do citoesqueleto durante a clivagem

O estímulo de quebra de simetria é diferente mas todos afetam a distribuição do Nodal

OS PLANOS CORPORAIS COMEÇAM COM ESBOÇOS ONDE A QUEBRA DA SIMETRIA É O PRIMEIRO PASSO

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E GERA UM EFEITO CASCATA Aula prática HOJE:

Ana Lucia Cidral até Heitor Alvez Nemitz

Aula Prática no dia 02/04

Ingrid Oliveira até Vitória Alves