Morfogénesis
Morfogénesis (del griego "morphê" que significa forma y "génesis" creación, literalmente el “origen de la forma”), es el proceso biológico que lleva a que unorganismo desarrolle su forma. Este es uno de los tres aspectos fundamentales del desarrollo biológico junto con el control del crecimiento celular y la diferenciación celular.
Este proceso controla la distribución espacial organizada de las células durante el desarrollo embrionario de un organismo. La morfogénesis también puede tener lugar en un organismo maduro, en un cultivo de células o dentro de un tumor celular. La morfogénesis asimismo, describe el desarrollo de formas de vida unicelular que no atraviesan por una etapa embrionaria en sus ciclos de vida, o describe la evolución de una estructura corporal dentro de un grupo taxonómico.
Las respuestas morfogenéticas podrían ser inducidas en los organismos por las hormonas endógenas, por químicos en el ambiente que van desde sustancias producidas por otros organismos hasta químicos tóxicos y radioisótopos liberados como contaminantes, o por el estrés mecánico inducido por un patrón espacial de células.
Historia
Los primeros estudios morfogenéticos fueron hechos en la Acetabularia. Hasta hace un siglo, no se había comprobado que el núcleo celular contuviese información hereditaria o sobre el desarrollo. El control nuclear de la morfogénesis y la interacción del núcleo con el citoplasma fueron demostrados por J. Hämmerling en la década de los 30, utilizando dos especies distintas de Acetabularia (A. mediterranea y A. crenulata).
La acetabularia es un organismo unicelular enorme, de hasta 10 cm de largo, y consiste en tres partes: la cabeza, el tallo y el rizoide. El único núcleo de esta célula se localiza en el rizoide.
Hämmerling intercambió los núcleos de las dos especies, y con esto logró que se formara la cabeza característica de aquella que había donado el núcleo. Así se vio que el núcleo desempeñaba un papel en el control del desarrollo de la Acetabularia.
Algunas de las primeras ideas de cómo los procesos físicos y matemáticos y los procesos de restricción afectan el crecimiento biológico fueron planteadas por D'Arcy Wentworth Thompson y Alan Turing. Estos trabajos postularon la presencia de señales químicas y procesos físico-químicos como la difusión, activación, y desactivación en el crecimiento celular y organismico. El completo entendimiento de los mecanismos involucrados en organismos concretos requirió el descubrimiento del ADN y el desarrollo de la biología molecular y la bioquímica.
Bases moleculares
Diversos tipos de moléculas son particularmente importantes durante la morfogénesis. Los Morfógenos son moléculas solubles que se pueden difundir y llevar las señales que controlan las decisiones en la diferenciación celular en un modo dependiente de la concentración. Los morfógenos típicamente actúan al unirse a receptoresproteicos específicos. Una importante clase de moléculas involucradas en la morfogénesis son los factores de transcripción, que son proteínas que determinan el destino de las células al interactuar con enzimas que transcriben el ADN. Estas pueden ser codificadas por genes regulatorios principales y, o bien pueden activar o desactivar latranscripción de otros genes; a su vez, estos productos secundarios de los genes inclusive pueden regular la expresión de otros genes en una cascada regulatoria. Otra clase de moléculas involucradas en la morfogénesis son aquéllas que controlan la adhesión celular. Por ejemplo, durante la gastrulación, grupos de células madredesconectan sus uniones intercelulares, se vuelven migratorias y toman nuevas posiciones dentro del embrión, donde vuelven a activar proteínas de unión (adhesión celular) específicas y forman nuevos tejidos y órganos. Diversos ejemplos que ilustran los papeles de los morfógenos, los factores de transcripción, y las moléculas de adhesión celular en la morfogénesis son discutidos a continuación.
Bases celulares
La morfogénesis surge debido a cambios en la estructura celular o a como las células interactúan en los tejidos.1 Ciertos tipos de células “clasificadas”. “La clasificación” de células significa que cuando las células interactúan físicamente se mueven con el fin de formar grupos que maximicen el contacto entre las células del mismo tipo. Hay dos tipos de células bien estudiadas que se clasifican células epiteliales y células mesenquimales.La habilidad de las células para realizar esto surge a raíz de la adhesión celular diferencial. Durante el desarrollo embrionario ocurren algunos eventos de diferenciación celular en los que las células mesenquimales se transforman en epiteliales y en otras ocasiones, y de manera inversa las células epiteliales se transforman en mesenquimales (ver Transición Epitelio Mesénquima). Siguiendo la transición epitelial-mesenquimal, las células pueden migrar lejos del epitelio y luego asociarse con otras células similares en una nueva locación.
Adhesión
Durante el desarrollo embrionario, las células están restringidas a diferentes capas debido a afinidades diferenciales. Una de las formas en que esto puede ocurrir, es cuando las células comparten las mismas adhesiones moleculares célula-a- célula. Por ejemplo, una adhesión celular homotipica puede mantener los límites entre los grupos de células con diferentes moléculas de adhesión. Además, las células se pueden ordenar sobre la base de diferencias en la adhesión entre las células, por lo que incluso dos poblaciones de células con distintos niveles de la misma molécula de adhesión pueden clasificarse. En un cultivo celular las células que tengan la mayor adhesión se mueven hacia el centro de una mezcla de células agregadas.
Las moléculas responsables de la adherencia son llamadas moléculas de adhesión celular (CAM)s. Se conocen diversos tipos de moléculas de adhesión celular y una clase importante de estas moléculas son cadherinas. Hay docenas de diferentes cadherinas que se expresan en diferentes tipos celulares. Las cadherinas se unen a otras cadherinas de modo similar, de modo: E-cadherina (se encuentra en muchas células epiteliales) se une preferentemente a otras moléculas de E-cadherina. Mientras que las células mesenquimales suelen expresar otros tipos cadherina como la N-cadherina.
Matriz extracelular
La matriz extracelular (ECM del inglés extracellular matrix) está involucrada con la separación de los tejidos, proporcionando un soporte estructural para que las células migren en ella. El colágeno, la laminina y la fibronectina son las principales moléculas ECM que son secretadas y ensambladas en láminas, fibras, y geles. Receptores transmembrana de multisubunidades llamados integrinas se utilizan para enlazar con el ECM. Las integrinas se unen extracelularmente a la fibronectina, laminina, u otros componentes de la ECM, e intracelularmente a microfilamentos de enlace de las proteínas α-actinina y talina que se encargan de enlazar el citoesqueleto con el exterior celular. Las integrinas también sirven como receptores para activar las cascadas de transducción de señales cuando se enlazan con la ECM. Un ejemplo bien estudiado de la morfogénesis que involucra a la ECM es la ramificación de los conductos en glándula mamaria.
MORFOGÉNESIS
Resumen
La forma es posiblemente la resultante de las circunstancias a las que responde cada especie a partir de los programas de desarrollo que poseen.
La intención del ser, sus conocimientos y su aptitud a través de ciertos principios prospectivos de asociación y de organización generan la forma de...
Pier Luigi Nervi dilucido que: la forma y la naturaleza son el conocimiento que heredamos de la arquitectura estructural del cosmos.
También hay expresiones en las que la noción forma remite a la actitud o a la manifestación de la actitud que resulta de esa disposición.
La Morfología: es la disciplina convergente integrada por las geometrías, la biología, la fisiología, la química, la física, la antropología, la arqueología... su objeto de estudio es la tipología, la taxonomía y de evolución de organizaciones su generación y genealogía sus elementos y sus sistemas así como de sus ubicaciones espacio-temporales, a la vez de los patrones de comportamiento, de las funciones y de las estructuras, naturales y culturales amén de su sentido y su significado.
morfología debe contener la doctrina de la forma, de la formación y transformación de los cuerpos orgánicos; ella pertenece, por tanto, a las ciencias naturales... que ha sido la semilla de una nueva área de investigación, que el llamó “morfogénesis” génesis de formas
la morfología es la disciplina encargada del estudio de la forma y la estructura.
La morfología hoy en día es una ínter disciplina que hace posible las fusiones y combinatorias de diversas ciencias como las de la biología con las matemáticas, la química con la geometría, de la astronomía con la física, la geología con la topología... el desarrollo de órganos complejos, la distribución de poblaciones, la germinación vegetal, la concepción de edificaciones y el desarrollo de conceptos, los ciclos climáticos y la evolución de las especies... Este hecho va en contra de la idea intuitiva de que la difusión causa siempre homogeneización. Asimismo, se ha podido imitar bastante bien la estructura de los ojos y las alas de la mosca, y el follaje de las plantas.
MORFOGÉNESIS
Si todos los seres vivos se generan a partir de una
¿cómo puede haber tal variedad de formas en
¿cómo “decide” una célula qué órgano va a formar?
Shahen Hacyan
Del griego morphe,: forma concepto Aristotélico que refiere a las cualidades de las especies de la naturaleza y a las razones de las obras humanas que están “compuestas, que tienen composición” y materialidad.
Platón y el Platonismo se concentran en la forma mental, ideal en la idea, eidos en la forma de ser, en el acto de ser, masa organizada - organización de la materia;
MORFO + GENESIS
Forma: organización, coherencia + Génesis: origen, principio, creación
La morfogénesis es todavía un misterio en casi todos los reinos.
Solo en algunos ámbitos restringidos se sabe como ha llegado algo a obtener su forma.
La forma es posiblemente la resultante de las circunstancias a las que responde cada especie a partir de los programas de desarrollo que poseen.
La intención del ser, sus conocimientos y su aptitud a través de ciertos principios prospectivos de asociación y de organización generan la forma de...
Forma es la posible versión de acciones organizativas; de cohesiones dinámicas coherentes, donde las fuerzas son activadas y distribuidas en el espacio-tiempo.
Pier Luigi Nervi dilucido que: la forma y la naturaleza son el conocimiento que heredamos de la arquitectura estructural del cosmos.
La forma se manifiesta en la interacción en concierto de razones, elementos y funciones, fuerzas de comprensión, tensión, gravedad, momento, resistencia y economía, factores que conforman las conjunciones significativas estudiadas por la morfología, gr morphé, forma, logía estudio.
Wolfgang Wieser biólogo estudioso, comenta como: la biótica nos ha mostrado que la forma aparece donde y cuando una serie de elementos se combinan y asocian en un todo significativo sus componentes se disponen siguiendo leyes definidas con el fin de responder y corresponder a sus condiciones ambientales y en esta forma estar en condiciones de continuar.
La forma se constituye identificando relaciones que generan otros sistemas de relaciones y a su ves estas causan otras organizaciones otras formas de imagen y función distinta.
La forma es un todo de afinidades activas complementarias y armonizadas (universo) complejo continuo e indivisible.
En su sentido fundamental, forma es la unidad creada por las partes así como la conexión armónica de estas.
Como en todas las cosas y los seres la relación es disposición y composición, complemento y complementación; es unión, conjunción y fusión.
Giordano Bruno aporta que: la forma es y son las relaciones que caracterizan y singularizan todo universo y toda existencia.
Para comprender, describir, explicar y representar el por que y el como son los seres, su anima, sus pulsiones y pasiones... así como este su mundo Leonardo da Vinci en su emocionante existencia estudio la forma y las funciones de todo lo que era posible ver y en esa época también lo imposible de ser visto, sus varios códices continúan mostrándonos como se puede conocer la forma.
La Morfología: es la disciplina convergente integrada por las geometrías, la biología, la fisiología, la química, la física, la antropología, la arqueología... su objeto de estudio es la tipología, la taxonomía y de evolución de organizaciones su generación y genealogía sus elementos y sus sistemas así como de sus ubicaciones espacio-temporales, a la vez de los patrones de comportamiento, de las funciones y de las estructuras, naturales y culturales amén de su sentido y su significado.
Disciplina que a través de visualizaciones describe, explica y pronostica secuencias, transformaciones, evolución, sintaxis y conexiones en fenómenos astronómicos, biológicos, climáticos, antropológicos, físicos, químicos...
Para Charley Robert Darwin el estudio de la morfogénesis y sus factores determinantes explican la Selección Natural, por la cual en biología, la influencia gradual de procesos y efectos ambientales como (escacez o abundancia de recursos, cambios climáticos y geológicos, e interacción con otras especies…) conducen a un grado variable de éxito para la permanencia y reproducción.
Se afirma que las formas naturales poseen funciones que, son la respuesta a las exigencias de naturaleza.Cada especie ostenta características particulares que la diferencian de las otras. Existe una lógica de crecimiento, desarrollo y evolución que da como resultado la forma coherente que manifiesta cada uno de los seres vivos, animales o plantas. Esa coherencia es el resultado de que todo esta en armonía, nada falta y nada sobra; y, a su vez, cada órgano o elemento esta en relación sistémica con la estructura total.
morfología debe contener la doctrina de la forma, de la formación y transformación de los cuerpos orgánicos; ella pertenece, por tanto, a las ciencias naturales...
El culto matemático inglés Alan Turing versado continuador de la morfología de Goethe y uno de los visionarios de la computación moderna propuso una forma inédita de abordar esta compleja temática. En 1952, antes de fenecer publicó un artículo. que ha sido la semilla de una nuevaárea de
investigación, que el llamó "morfogénesis” génesis de formas
la morfología es la disciplina encargada del estudio de la forma y la estructura.
La morfología hoy en día es una ínter disciplina que hace posible las fusiones y combinatorias de diversas ciencias como las de la biología con las matemáticas, la química con la geometría, de la astronomía con la física, la geología con la topología...
El análisis de los factores determinantes de la forma, la síntesis de sus elementos, su organización, así como sus funciones y relaciones para inferir los por qué, y como se generan los patrones del pelaje de los animales las escamas de peces y serpientes. el desarrollo de órganos complejos, la distribución de poblaciones, la germinación vegetal, la concepción de edificaciones y el desarrollo de conceptos, los ciclos climáticos y la evolución de las especies...
Alan Mathison Turing propuso explicar el origen y desarrollo de las formas en la naturaleza con modelos matemáticos. postulando que existen ciertas sustancias “morfógenas” que se propagan para crear diversasestructuras espaciales.
El parámetro básico de sus modelos es la velocidad con la que esas sustancias se difunden en un medio dado. Turing mostró que en condiciones adecuadas la difusión conduce a la formación de diseños bastante complejos. Este hecho va en contra de la idea intuitiva de que la difusión causa siempre homogeneización. como sucede. por ejemplo. con una gota de tinta que cae en el agua.
Algunos morfógenos que actúan en la vida real ya han sido identificados, pero aún quedan muchos por descubrir. Por ejemplo, se sabe que cierta información en ciertas condiciones morfógenas se difunden, distribuyendose por la piel para fijar distintas cantidades de pigmentos en el pelo; los modelos desarrollados con computadora reproducen bastante bien los diseños que se encuentran en la naturaleza: todo es cuestión de ajustar los parámetros y se obtiene el pelaje de un leopardo. un tigre, una cebra,
una jirafa. etcétera. Asimismo, se ha podido imitar bastante bien la estructura de los ojos y las alas de la mosca, y el follaje de las plantas. También, ciertas reacciones químicas conducen a la formación de estructuras en las que se coexisten varias sustancias.
Por supuesto, los modelos matemáticos no reproducen la inmensa variedad de la naturaleza, pero sí ayudan a visualizar procesos que, de otra forma, pasarían desapercibidas al inavezado sentido común.
http://arquepoetica.azc.uam.mx/escritos/morfogenesis.html
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Luego de formarse el tubo neural se suceden en él una serie de transformaciones en su longitud, en su diámetro y en el grosor de sus paredes. Estos cambios no son homogeneos ya que en diferentes regiones del tubo presentan distinta magnitud.
En un principio se distinguen tres grandes regiones embrionarias primitivas que desde la región rostral a la caudal se denominan: el prosencéfalo, el mesencéfalo y el romboencéfalo. En cada región se desarrollan cambios con una dinámicas diferente a los de las otras.
En el prosencéfalo se producen dos evaginaciones (expansiones) en sentido lateral y anterior que constituyen el telencéfalo, del cual se originarán los hemisferios cerebrales. La porción del prosencéfalo que queda entre las dos evaginaciones es el diencéfalo.
El mesencéfalo no muestra cambios de importancia, pero sí el romboencéfalo. Esta región se subdivide y la parte más anterior se transforma en el metencéfalo y la más caudal en el mielencéfalo, de la cual se originará lamédula oblongada o bulbo raquídeo.
El metencéfalo va a diferenciar en su parte dorsal el cerebelo y en su parte ventral, el puente.
Como la velocidad de desarrollo de la parte más anterior, telencefálica-diencefálica, es más rápida se producen curvaturas que van cambiando la proyección de los sistema que se va formando y la ubicación de los distintos órganos que van apareciendo. Así en la parte anterior (a nivel del mesencéfalo) se observa una curvatura ventral, la curvatura cefálica o del cerebro medio. Más caudal, aparece la curvatura cervical.
La primera curvatura provoca la formación de la cara basal de cada hemisferio donde se empiezan a distinguir los nervios olfatorios, los nervios ópticos, el quiasma óptico, la hipófisis y los cuerpos mamilares.
A nivel del telencéfalo, cada hemisferio continua desarrollándose como una esfera, alrededor de una cavidad, el ventrículo lateral.
En la parte media se va organizando en el diencéfalo una cavidad aplanada, el tercer ventrículo. En sus paredes se organizan, de arriba hacia abajo el epitálamo, el tálamo y el hipotálamo.
Mas hacia atrás y hacia abajo, a la altura del mesencéfalo, se va estructurando un conducto, el acueducto de Silvio, que unirá el tercer ventrículo con el cuarto ventrículo. Este último es una cavidad abierta hacia atrás, que queda entre el puente y el cerebelo.
A medida que se desarrollan ambos hemisferios, se forma una estructura que como un puente los une. Es el cuerpo calloso y esta formado por fibras nerviosas que pasan de un hemisferio a otro.
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