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Articulo de referencia

Campo morfogenético

Antes del surgimiento de la genética moderna, AG Gurwitsch analizó el desarrollo embrionario del erizo de mar en 1910 como un campo vectorial —una construcción matemática para e...

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Antes del surgimiento de la genética moderna, AG Gurwitsch analizó el desarrollo embrionario del erizo de mar en 1910 como un campo vectorial —una construcción matemática para el análisis de efectos remotos— como si la proliferación de células en órganos fuera provocada por supuestas fuerzas externas.

En la biología del desarrollo de principios del siglo XX, un campo morfogenético es una hipótesis de investigación y una región discreta de células en un embrión . [ 1 ] [ 2 ]

El término campo morfogenético conceptualiza el hallazgo experimental científico de que un grupo de células embrionarias , por ejemplo, un esbozo de extremidad anterior, puede trasplantarse a otra parte del embrión y, durante el desarrollo individual, dar lugar a una extremidad anterior en una ubicación inusual del organismo. Describe un grupo de células embrionarias capaces de responder a señales bioquímicas localizadas —denominadas campo— que conducen a la génesis de estructuras morfológicas : tejidos , órganos o partes de un organismo . [ 3 ] [ 4 ]

La extensión espacial y temporal de dicha región de células madre embrionarias es dinámica, y dentro de ella hay una colección de células que interactúan entre sí, a partir de las cuales se forma un tejido, órgano o parte del cuerpo en particular. [ 5 ] Como grupo, las células dentro de un campo morfogenético en un embrión están restringidas: así, las células en un campo de extremidades se convertirán en tejido de extremidades, y las de un campo cardíaco se convertirán en tejido cardíaco. [ 6 ] Las células individuales dentro de un campo morfogenético en un embrión son flexibles: así, las células en un campo cardíaco pueden ser redirigidas mediante señalización célula a célula para reemplazar células dañadas o ausentes. [ 6 ]

El disco imaginal en las larvas es un ejemplo de una región de campo morfogenético discreto de células en un embrión de insecto. [ 7 ]

Historia

El concepto de campo morfogenético fue introducido por primera vez en 1910 por Alexander G. Gurwitsch . [ 1 ] El apoyo experimental fue proporcionado por los experimentos de Ross Granville Harrison trasplantando fragmentos de un embrión de tritón a diferentes ubicaciones. [ 8 ]

Harrison logró identificar "campos" de células que producían órganos como extremidades, cola y branquias, y demostró que estos campos podían fragmentarse o incorporar células indiferenciadas, obteniéndose aun así una estructura final completa y normal. Por lo tanto, se consideró que era el "campo" de células, y no las células individuales, el que se organizaba para el desarrollo posterior de órganos específicos. El concepto de campo fue desarrollado posteriormente por Hans Spemann , amigo de Harrison , y luego por Paul Weiss y otros. [ 5 ] El concepto era similar al significado del término entelequia de vitalistas como Hans Adolf Eduard Driesch (1867-1941). Así, la hipótesis del campo de la ontogenia se convirtió en fundamental a principios del siglo XX para el estudio del desarrollo embriológico.

Sin embargo, en la década de 1930, el trabajo de los genetistas, especialmente Thomas Hunt Morgan , reveló la importancia de los cromosomas y los genes para el control del desarrollo, y el surgimiento de la nueva síntesis en biología evolutiva disminuyó la importancia percibida de la hipótesis de campo . Morgan fue un crítico particularmente severo de los campos, ya que el gen y el campo se percibían como competidores por el reconocimiento como la unidad básica de la ontogenia . [ 5 ] Con el descubrimiento y mapeo de genes de control maestro, como los genes homeobox que se descubrieron por primera vez en 1983, la preeminencia de los genes parecía asegurada.

A finales del siglo XX, el concepto de ontogénesis fue «redescubierto» como una parte útil de la biología del desarrollo. Se descubrió, por ejemplo, que diferentes mutaciones podían causar las mismas malformaciones, lo que sugería que las mutaciones afectaban a un complejo de estructuras como una unidad, una unidad que podría corresponder al campo de la embriología de principios del siglo XX. En 1996, Scott F. Gilbert propuso que el campo morfogenético era un punto intermedio entre los genes y la evolución. [ 5 ] Es decir, los genes actúan sobre los campos, que a su vez actúan sobre el organismo en desarrollo. [ 5 ] Posteriormente, en el año 2000, Jessica Bolker describió los campos morfogenéticos no simplemente como estructuras u órganos incipientes, sino como entidades dinámicas con sus propios procesos de desarrollo localizados, que son fundamentales para el campo emergente de la biología evolutiva del desarrollo («evo-devo»). [ 9 ]

En 2005, Sean B. Carroll y sus colegas mencionan los campos morfogenéticos simplemente como un concepto propuesto por los primeros embriólogos para explicar el hallazgo de que un brote de extremidad anterior podía trasplantarse y aún así dar lugar a una extremidad anterior; definen campo simplemente como "una región discreta" en un embrión. [ 2 ]

Referencias

  1. 1 2 Beloussov, LV (1997). "Vida de Alexander G. Gurwitsch y su relevante contribución a la teoría de los campos morfogenéticos" . Revista Internacional de Biología del Desarrollo . 41 (6): 771– 779. PMID 9449452 . Con comentarios de SF Gilbert y JM Optiz.
  2. 1 2 Carroll, Sean B. ; Grenier, Jennifer K.; Weatherbee, Scott D. (2005). Del ADN a la diversidad: Genética molecular y la evolución del diseño animal (2.ª ed.). Blackwell. pp. 20, 242. ISBN   978-1-4051-1950-4.
  3. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Mecanismos universales del desarrollo animal. En: Biología molecular de la célula (4.ª ed.). Garland. ISBN  978-0-8153-3218-3.
  4. ↑ Jacobson AG, Sater AK (1 de noviembre de 1988). "Características de la inducción embrionaria" . Development . 104 (3): 341– 59. doi : 10.1242/dev.104.3.341 . PMID 3076860 . 
  5. 1 2 3 4 5 Gilbert SF, Opitz JM, Raff RA (1996). "Resintetizando la biología evolutiva y del desarrollo" . Dev. Biol . 173 (2): 357– 72. doi : 10.1006/dbio.1996.0032 . PMID 8605997 . 
  6. 1 2 Gilbert SF (2003). Biología del desarrollo (7.ª ed.). Sunderland, Mass: Sinauer Associates. págs. 65–66 . ISBN   978-0-87893-258-0.
  7. ↑ Alberts B, et al. (2002). Organogénesis y la formación de apéndices. En: Biología molecular de la célula (4.ª ed.). Garland. ISBN   978-0-8153-3218-3.
  8. ↑ de Robertis, EM; Morita, EA; Cho, KWY (1991). "Campos de gradiente y genes homeobox" (PDF) . Development . 112 (3): 669– 678. doi : 10.1242/dev.112.3.669 . PMID 1682124 . 
  9. ↑ Bolker, JA (2000). "Modularidad en el desarrollo y por qué es importante para la evo-devo". American Zoologist . 40 (5): 770– 776. CiteSeerX 10.1.1.590.6792 . doi : 10.1668 / 0003-1569(2000)040 [ 0770:MIDAWI ] 2.0.CO ; 2. S2CID 198157009 .  

Lecturas adicionales

  • Davidson EH (1 de julio de 1993). "Embriogénesis tardía: circuitos reguladores en campos morfogenéticos" . Development . 118 (3): 665–90 . doi : 10.1242/dev.118.3.665 . PMID 7915668 . 
  • Gilbert SF (2006). "El "redescubrimiento" de los campos morfogenéticos. En: DevBio: un complemento de la biología del desarrollo, 8.ª ed ." Sinauer Associates. Archivado del original el 9 de junio de 2007. Consultado el 20 de julio de 2007 .
  • Consulte un modelo de campo morfogenético y una simulación en: Lahoz-Beltra, R., Selem Mojica, N., Perales-Gravan, C., Navarro, J., Marijuan, PC, 2008. Hacia una teoría de campo morfogenético.