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¿Por qué un cigoto puede convertirse en todos los tipos diferentes de células, mientras que una célula diferenciada no puede?

¿Por qué un cigoto puede convertirse en todos los tipos diferentes de células, mientras que una célula diferenciada no puede?


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Una célula formada por la fertilización entre dos gametos tiene todo el ADN y puede liderar el desarrollo de una persona humana (u otros animales de otras especies). Pero otras células en una persona humana también tienen todo el ADN (como las células de la piel), pero no lideran el desarrollo de órganos, huesos, etc. ¿Cuál es la diferencia entre el cigoto y las células de cualquier parte del cuerpo de un persona desarrollada que uno puede llevar al desarrollo de una persona y los demás no pueden a pesar de todos tener todo el ADN? ¿Tiene que ver con el entorno / entorno en el que se encuentran esas células, hay alguna diferencia estructural entre el cigoto y las otras células o cómo es?


La biología del desarrollo es un campo enorme en el que todavía estamos trabajando mucho.

El ADN es solo la mitad de la historia. La otra mitad es la expresión genética; qué subconjunto del ADN está usando una célula en cualquier momento. Las células pulmonares tienen el gen de la insulina, pero en las células pulmonares ese gen está inactivo.

La respuesta corta es que, en general, una célula madura está usando el subconjunto de su ADN que necesita para hacer su trabajo y no puede simplemente cambiar su expresión genética para convertirse en un tipo diferente de célula. Las células que se vuelven menos parecidas a las células adultas y menos especializadas pueden volverse cancerosas.


Preguntas importantes para la posfertilización de biología de clase 12 de CBSE: estructuras y eventos

1.Después de la doble fertilización, ocurren los siguientes cambios:
(i) Desarrollo del endospermo y del embrión.
(ii) Maduración del óvulo (s) en semilla (s).
(iii) Maduración del ovario en fruto.
Estos se denominan colectivamente post-fertilización eventos.

2.Cambios posteriores a la fertilización en las partes florales:
(i) Los sépalos caen o persisten en unos pocos.
(ii) Caen pétalos, estambres, estigma y estilo.
(iii) El ovario se transforma en fruto.
(iv) Los óvulos se convierten en semillas.
(v) Las células sinérgicas y antípodas se degeneran.
(vi) La célula central se convierte en endospermo. Puede persistir o consumirse.

3El desarrollo de endospermas se lleva a cabo mediante tres métodos:
(i) Tipo nuclear (ii) Tipo celular (iii) Tipo helobial
(a) En el tipo nuclear, que es un método común, el Núcleo de Endospermo Primario (PEN) sufre una división mitótica repetida sin citocinesis. En esta etapa, el endospermo se denomina endospermo nuclear libre.
(b) Se produce la formación de la pared celular y el endospermo se vuelve de tipo celular. El número de núcleos libres formados antes de la celularización varía mucho, p. Ej. en el coco, el agua es endospermo nuclear libre y el grano blanco circundante es endospermo celular

4 formación de embriones ocurre cuando se forma cierta cantidad de endospermo.
(i) El cigoto se divide por mitosis y forma proembiyo.
(ii) Esto da como resultado la formación de un embrión globular y en forma de corazón que finalmente se vuelve en forma de herradura (embrión maduro) con cotiledón.

5.El embrión dicotiledóneo consta de dos cotiledones y un eje embrionario entre ellos:
(i) La parte del eje embrionario por encima del nivel de los cotiledones es el epicotilo que se convierte en plúmula (brote).
(ii) La parte del eje embrionario por debajo del nivel de los cotiledones es el hipocótilo que se convierte en radícula (raíz).

6El embrión de monocotiledónea consta de un solo cotiledón (llamado escutelo en la familia de las gramíneas),
p.ej. arroz, plantas de maíz, etc.
(i) El eje embrionario tiene la radícula en su extremo inferior (hipocótilo), la radícula está cubierta por una vaina indiferenciada llamada coleorhiza.
(ii) En el extremo superior (epicotilo), el eje embrionario tiene plúmula. Está cubierto por una vaina foliar hueca llamada coleoptilo.

7.La semilla o el óvulo fertilizado es el producto final de la reproducción sexual:
(i) Consiste en la cubierta de la semilla, cotiledones y un eje embrionario.
(ii)No albuminoso las semillas no tienen endospermo residual ya que se consume completamente en el desarrollo del embrión, p. ej. guisante, maní.
(iii)Albuminoso las semillas retienen una parte del endospermo ya que no se agota completamente durante el desarrollo del embrión, p. ej. trigo, maíz, ricino, girasol, etc.
(iv) En algunas semillas como la pimienta negra y la remolacha, los restos de nucellus también son persistentes (perispermo). Los tegumentos de los óvulos se endurecen como una capa protectora resistente.
(v) El micropilo permanece como un pequeño poro en la cubierta de la semilla para permitir la entrada de oxígeno y agua.
(vi) Con la disponibilidad de condiciones favorables, las semillas germinan y luego se dispersan por agentes abióticos y bióticos.
Las semillas tienen las siguientes ventajas:
(i) Las semillas ayudan a la especie a extenderse en otras áreas por dispersión.
(ii) Generan nuevas combinaciones que dan lugar a variaciones.
(iii) Las semillas se almacenan y utilizan como alimento durante todo el año.
(iv) Pueden utilizarse en temporadas favorables en función de su viabilidad.

8. El ovario se convierte en fruto. La pared del ovario se convierte en la pared de la fruta llamada
pericarpio. Tipos de frutas:
(I)Frutos falsos Thalamus también contribuye a la formación de frutos, p. Ej. manzana, fresa, anacardos, etc.
(ii)Verdaderos frutos Estos frutos se desarrollan a partir del ovario, p. Ej. uvas, pepino, etc.
(iii) Frutos partenocárpicos Estos frutos se desarrollan sin fertilización, p. Ej. Plátano. la partenocarpia se puede inducir a través de hormonas de crecimiento y estos frutos no tienen semillas.

9 casos especiales
(i) Apomixis es el mecanismo especial para producir semillas sin fertilización, p. césped. Es una forma de reproducción asexual que imita la reproducción sexual. Es útil para la industria híbrida.
Los modos por los cuales se pueden producir semillas apomícticas son agamospería, embrión adventista, etc.
(ii) Poliembrionía es la presencia de más de un embrión en una semilla. En muchas variedades de cítricos y mango, algunas de las células nucelares que rodean el saco embrionario comienzan a dividirse, sobresalen hacia el interior del saco embrionario y se convierten en embriones.

Preguntas del examen del año anterior

1 marcar preguntas

El plátano es una verdadera fruta, pero también es una fruta partenocárpica. Da la razón. [Extranjero 2010]
Resp.El fruto del plátano se forma a partir del ovario, por lo que es un verdadero fruto. Es una fruta partenocárpica porque el ovario se convierte en fruta sin fertilización y, por lo tanto, no tiene semillas.

2. ¿Por qué se dice que la manzana es una fruta falsa? [HOTS Toda la India 2010 C]
Resp.En la manzana, el tálamo también contribuye a la formación de frutos. Entonces, las manzanas se llaman frutos falsos.

3. Nombre el mecanismo responsable de la formación de semillas sin fertilización en las angiospermas. Dé un ejemplo de una especie de plantas con flores con tal formación de semillas. [Delhi 2010]
Resp.La apomixis es el mecanismo responsable de la formación de semillas sin fertilización en las angiospermas, p. Ej. pastos.

Nombra la parte de la flor que contribuye a la formación de frutos en la fresa y la guayaba, respectivamente.[Toda la India 2009 C]
Resp.(i) En la fresa, la fruta se desarrolla a partir del ovario, otras partes florales se degeneran y se caen. El tálamo también contribuye a la formación de frutos.
(ii) En la guayaba, la pared del ovario se convierte en la pared de la fruta llamada pericarpio.

Preguntas de 2 puntos

5. Enumere los eventos posteriores a la fertilización en las angiospermas. [Delhi 2014]
AnsLos eventos posteriores a la fertilización en las angiospermas incluyen:
(i) Desarrollo del endospermo y del embrión.
(ii) Maduración del óvulo en semilla.
(iii) Maduración del ovario en fruto

6. Se dice que algunas semillas de angiospermas son & # 8216albuminosas & # 8217, mientras que se dice que pocas otras tienen un perispermo. Explique cada una con la ayuda de un ejemplo. [Extranjero 2012]
AnsAlgunas semillas angioespérmicas son albúminas ya que retienen el endospermo incluso después del desarrollo del embrión, es decir, no las consume completamente el embrión, p. trigo, maíz, ricino Mientras que en algunas semillas angioespérmicas, los restos de nucellus son persistentes, lo que se conoce como perispermo, p. pimienta negra y remolacha.

7. Dibujar un diagrama etiquetado de un embrión maduro de una planta dicotiledónea. [Toda la India 2014 C]
Resp.El diagrama etiquetado de un embrión maduro de una planta dicotiledónea es el que se muestra a continuación.

8. Diferenciar entre semillas albuminosas y no albuminosas, dando un ejemplo de cada una. [Delhi 2011]
Resp. Las diferencias entre semillas albuminosas y no albuminosas son:

El plátano es una fruta partenocárpica, mientras que las naranjas muestran poliembrionía. ¿En qué se diferencian entre sí con respecto a las semillas? [hots Delhi 2009]
Resp.Dado que el plátano es una fruta partenocárpica, no tiene semillas, mientras que las naranjas muestran poliembrionía que conduce a la formación de muchas semillas.

10. Nombra la célula a partir de la cual se desarrolla el endospermo del coco. Dar los rasgos característicos del endospermo de coco. [Delhi 2009]
Resp.En el coco, se produce la formación de células y el endospermo se vuelve celular. El número de núcleos libres formados antes de la celularización varía mucho. El agua de coco es endospermo nuclear libre. Está formado por miles de núcleos y el núcleo blanco circundante es el endospermo celular.

11. Nombra los espacios en blanco A, B, C y D de la tabla que se muestra a continuación.

Resp.A - Muro de frutas, B - Scutellum
C - Plúmula y radícula, D - Perispermo

Preguntas de 3 marcas

12. Describa el desarrollo del endospermo en las angiospermas. [Extranjero 2014]
Resp.(i) El desarrollo del embrión ocurre después del desarrollo del endospermo en las angiospermas.
(ii) Los tres métodos de desarrollo del endospermo son:
(a) tipo nuclear (b) tipo celular
(c) tipo helobial
(iii) El tipo nuclear es el método común en el que el Núcleo de Endospermo Primario Triploide (PEN) sufre una división mitótica repetida sin citocinesis. Esta etapa se llama endospermo nuclear libre.
(iv) La formación de la pared celular comienza desde la periferia y el endospermo se vuelve completamente celular, p. coco, arroz, etc.
(v) Las células del endospermo almacenan materiales alimenticios.
(vi) El embrión en desarrollo puede utilizar completamente el endospermo antes de la maduración de las semillas, como en el caso del guisante, el frijol, la mostaza, etc. Estas semillas se denominan semillas no albuminosas o endospérmicas.
(vii) En semillas como ricino, maíz, coco, arroz, etc., una parte puede permanecer en las semillas maduras, dichas semillas se denominan semillas albuminosas o endospérmicas.

13. (i) ¿En qué se diferencia la apomixis de la partenocarpia?
(ii) Describa dos modos cualesquiera de producir semillas apomícticas. [Delhi 2014 C]
Ans(i) La partenocarpia es el desarrollo y producción de frutos sin semillas en ausencia de fertilización, mientras que la apomixis se refiere al desarrollo de semillas y frutos, sin fertilización. Entonces, la principal diferencia entre la apomixis y la partenocarpia es que las semillas se forman en la primera, mientras que están ausentes en la posterior.
(ii) Los dos modos por los cuales se pueden producir semillas apomícticas son:
(a)Agamospermia En el que la semilla o embrión se deriva del techo del huevo diploide, formado sin meiosis y singamia. Este óvulo diploide se convierte en embrión sin someterse a fertilización, p. Ej. manzana,
(B)Embrionaria adventista El método en el que las células diploides que rodean el saco embrionario, por ejemplo, el nucelo y el tegumento, sobresalen hacia el interior del saco y se convierten en embriones. Esto también puede conducir a la formación de más de un embrión en un saco embrionario u óvulo, lo que lleva a una afección llamada poliembrionía, p. Ej. Cítricos, Opuntia.

14. (i) Describa el desarrollo del endospermo en el coco.
(ii) ¿Por qué el coco tierno se considera una fuente de nutrición saludable?
(iii) ¿En qué se diferencian las semillas de guisantes de las semillas de ricino con respecto al endospermo? [Toda la India 2013]
Ans(i) La formación del endospermo del coco es de tipo nuclear. El núcleo del endospermo primario sufre una división nuclear sin formación de pared celular.
(ii) El coco blando es un endospermo. Es rico en nutrientes como grasas, proteínas, carbohidratos, minerales, vitaminas, etc. Por lo tanto, se considera una fuente de nutrición saludable.
(iii) Las semillas de guisante no son endospérmicas, mientras que las semillas de ricino son endospérmicas. El endospermo de las semillas de guisantes se consume por completo durante el desarrollo del embrión, pero el endospermo no se utiliza en las semillas de ricino.

15.Diferenciar entre perispermo y endospermo dando un ejemplo de cada uno. [Toda la India 2012]
Resp.
.

16.LS de un grano de maíz se da a continuación. Etiqueta las partes A, B, C y D en él. [Toda la India 2012]

Ans.A - Pericarpio
B - escutelo (cotiledón)
C - Coleoptilo
D - Coleorhiza

17. Con la ayuda de un ejemplo de cada uno, explique la siguiente Apomixis, partenocarpia, poliembrionía. [Toda la India 2012 c]
Respuesta: Apomixis El fenómeno en el que las semillas se producen sin fertilización se llama apomixis o agamospermia, p. Ej. césped.
Partenocarpia Es un proceso comercialmente importante en el que la fruta sin semillas se forma sin fertilización, p. Ej. Plátano.
Poliembrionía La aparición de más de un embrión en una semilla se conoce como poliembrionía, p. Ej. naranja.

18. La fertilización es esencial para la producción de semillas, pero en algunas angiospermas las semillas se desarrollan sin fertilización.
(i) Dé un ejemplo de una angiosperma que produce semillas sin fertilización. Nombra el proceso.
ii) Explique las dos formas en que las semillas se desarrollan sin fertilización. [Toda la India 2009]
Ans.
(i) Los miembros de Asteraceae como el girasol producen semillas sin fertilización. El proceso se llama apomixis.
(ii) Las dos formas en que las células se desarrollan sin fertilización son:
(a) Un óvulo diploide se forma sin meiosis y se desarrolla sin fertilización en un embrión en algunos casos.
(b) En algunos casos, algunas de las células del núcleo alrededor del saco embrionario se convierten en embriones, p. ej. mango y cítricos.

Preguntas de 5 puntos

19. (i) Explique las diferentes formas en que se pueden desarrollar las semillas apomícticas. Da un ejemplo de cada uno.
(ii) Mencione una ventaja de las semillas apomícticas a los agricultores.
(iii) Dibujar una etapa madura etiquetada de un embrión dicotiledóneo. [Toda la India 2014]
Resp.(i) Los dos modos mediante los cuales se pueden producir semillas apomícticas son:
(a)Agamospermia En el que la semilla o embrión se deriva del techo del huevo diploide, formado sin meiosis y singamia. Este óvulo diploide se convierte en embrión sin someterse a fertilización, p. Ej. manzana,
(B)Embrionaria adventista El método en el que las células diploides que rodean el saco embrionario, por ejemplo, el nucelo y el tegumento, sobresalen hacia el interior del saco y se convierten en embriones. Esto también puede conducir a la formación de más de un embrión en un saco embrionario u óvulo, lo que lleva a una afección llamada poliembrionía, p. Ej. Cítricos, Opuntia.
(ii) La introducción de genes de apomixis en semillas híbridas da como resultado semillas apomícticas, lo que da como resultado la reproducción asexual o la producción de semillas clonadas. Pero la principal ventaja por la que estas semillas apomícticas son ventajosas para los agricultores ya que reducen el costo de producción y aumentan el rendimiento. Además, a diferencia de las semillas híbridas, no es necesario producirlas todos los años y pueden almacenarse, lo que permite ahorrar tiempo y dinero.
(iii) El diagrama etiquetado de un embrión maduro de una planta dicotiledónea se muestra a continuación.

20. (i) ¿Por qué el desarrollo del endospermo precede al desarrollo del embrión en las semillas de angiospermas? Indique el papel del endospermo en las semillas albuminosas maduras.
(ii) Describa con la ayuda de tres diagramas etiquetados las diferentes etapas embrionarias que incluyen el embrión maduro de plantas dicotiledóneas. [Delhi 2014]
Resp.(i) El desarrollo del embrión comienza solo después de que se forma una cierta cantidad de endospermo. Es una adaptación para la nutrición asegurada del embrión en desarrollo. Por tanto, el desarrollo del endospermo precede al desarrollo del embrión. El papel del endospermo en las semillas albuminosas maduras es el almacenamiento de alimento de reserva para el embrión en crecimiento.
(ii) Las etapas embrionarias durante el desarrollo del saco embrionario maduro son:

21. (i) Las semillas maduras de leguminosas no son albuminosas. Entonces, ¿se puede suponer que la doble fertilización no ocurre en las leguminosas? Explica tu respuesta,
(ii) Enumere las diferencias entre los embriones de dicotiledóneas (guisantes) y monocotiledóneas (familia de las gramíneas). [Delhi 2014 C]
Resp.(i) Las semillas de leguminosas no son albuminosas, lo que implica que el endospermo de dichas semillas se utiliza por completo para proporcionar nutrición al embrión en desarrollo. El endospermo se forma como resultado de la fusión triploide, es decir, entre un gameto masculino y dos núcleos polares. Esto hace evidente que no se puede formar en ausencia de doble fertilización, por lo que, aunque las semillas de las leguminosas no son albuminosas, claramente indica la ocurrencia de una doble fertilización en ellas.
(ii) Las diferencias entre los embriones de guisante y pasto se pueden resumir como:

22. (i) ¿Por qué las semillas de algunos pastos se llaman apomícticas? Explicar.
(ii) Indique dos razones para convencer a un agricultor de que utilice un cultivo apomíctico. [Delhi 2014 C]
Resp.(i) Las semillas de algunas gramíneas desarrollan semillas sin fertilización. Puede deberse a que un óvulo diploide se convierte en un embrión directamente (sin sufrir meiosis ni singamia) o que algunas células diploides del nucelo o tegumento que rodean el saco embrionario, sobresalen en el interior y se convierten en embriones. Este fenómeno de desarrollo de embriones y semillas sin fertilización se llama apomixis y las semillas producidas se denominan apomícticas.
(ii) La introducción de genes de apomixis en semillas híbridas da como resultado semillas apomícticas, lo que da como resultado la reproducción asexual o la producción de semillas clonadas. Pero la principal ventaja por la que estas semillas apomícticas son ventajosas para los agricultores ya que reducen el costo de producción y aumentan el rendimiento. Además, a diferencia de las semillas híbridas, no es necesario producirlas todos los años y pueden almacenarse, lo que permite ahorrar tiempo y dinero.

23. ¿Dar razones por las que?
(i) La mayoría de los cigotos en las angiospermas se dividen solo después de que se forma cierta cantidad de endospermo.
(ii) Las semillas de cacahuete son exalbuminosas y las semillas de ricino son albuminosas.
(iii) El micropilo permanece como un pequeño poro en la cubierta de la semilla de una semilla.
(iv) Los tegumentos de un óvulo se endurecen y el contenido de agua se reduce mucho a medida que madura la semilla.
v) Las manzanas y los anacardos no se denominan frutos verdaderos. [Toda la India 2011,2008]
Ans(i) Los cigotos en las angiospermas se dividen principalmente solo después de que se forma una cierta cantidad de endospermo como una estrategia de adaptación para asegurar la nutrición del embrión en desarrollo.
(ii) (a) Las semillas de maní son exalbuminosas porque el embrión en desarrollo utiliza el endospermo por completo. Entonces, no queda endospermo en la semilla.
(b) Las semillas de ricino son albuminosas porque el embrión en desarrollo no agota completamente el endospermo. Siempre queda algo de endospermo en las semillas.
(iii) El micropilo permite la entrada de agua y oxígeno durante la germinación de la semilla.
(iv) Durante condiciones desfavorables, las semillas se vuelven inactivas. La pérdida de agua reduce la actividad metabólica de las semillas y endurece los tegumentos.
(v) En estos frutos, el tálamo contribuye a la formación del fruto. Entonces, no se les llama verdaderos frutos.

24. (i) Dibuje una vista longitudinal etiquetada de una semilla albuminosa.
ii) ¿Qué ventajas tienen las semillas para las plantas con flores? [Toda la India 2010,2008]
Ans. (i) LS de una semilla albuminosa es

(ii) Las ventajas de las semillas para las plantas con flores son:
(a) Brinda protección al embrión en la etapa más delicada.
(b) Ayuda en la dispersión para extenderse en nuevos hábitats.
(c) Contener suficientes reservas de alimentos.
(d) Producir variaciones genéticas.
(e) Las semillas están relacionadas con la polinización y la fertilización.

25. Explique el desarrollo del cigoto en un embrión y del núcleo endospérmico primario en un endospermo en un saco embrionario fertilizado de una planta dicotiledónea. [Toda la India 2010 c]
Ans.Desarrollo de endospermo
(i) El desarrollo del embrión ocurre después del desarrollo del endospermo en las angiospermas.
(ii) Los tres métodos de desarrollo del endospermo son:
(a) tipo nuclear (b) tipo celular
(c) tipo helobial
(iii) El tipo nuclear es el método común en el que el Núcleo de Endospermo Primario Triploide (PEN) sufre una división mitótica repetida sin citocinesis. Esta etapa se llama endospermo nuclear libre.
(iv) La formación de la pared celular comienza desde la periferia y el endospermo se vuelve completamente celular, p. coco, arroz, etc.
(v) Las células del endospermo almacenan materiales alimenticios.
(vi) El embrión en desarrollo puede utilizar completamente el endospermo antes de la maduración de las semillas, como en el caso del guisante, el frijol, la mostaza, etc. Estas semillas se denominan semillas no albuminosas o endospérmicas.
(vii) En semillas como ricino, maíz, coco, arroz, etc., una parte puede permanecer en las semillas maduras, dichas semillas se denominan semillas albuminosas o endospérmicas.
Desarrollo de embriones en dicotiledóneas
(i) La formación de embriones comienza después de que se forma una cierta cantidad de endospermo.
(ii) El cigoto se divide por mitosis para formar un proembrión.
(iii) Se produce la formación de un embrión globular y en forma de corazón que finalmente se convierte en un embrión maduro en forma de herradura.
(iv) En la planta dicotiledónea, el embrión consta de dos cotiledones y un eje embrionario entre ellos.
(v) La porción del eje embrionario por encima del nivel de unión de los cotiledones es epicotilo y termina en la plúmula.
(vi) La porción del eje embrionario debajo del nivel de unión del cotiledón es el hipocótilo, se convierte en radícula (punta de la raíz).

26. (i) Rastree el desarrollo del embrión después de la singamia en una planta dicotiledónea.
(ii) El desarrollo del endospermo precede al desarrollo del embrión. Explicar.
(iii) Dibuje un diagrama de un embrión de dicotiledónea maduro y etiquete los cotiledones, la plúmula, la radícula y el hipocótilo en él. [Toda la India 2009,2008]
Resp.(I) Desarrollo del embrión después de la singamia.
(a) El desarrollo del embrión comienza solo después de que se forma una cierta cantidad de endospermo. Es una adaptación para la nutrición asegurada del embrión en desarrollo. Por tanto, el desarrollo del endospermo precede al desarrollo del embrión. El papel del endospermo en las semillas albuminosas maduras es el almacenamiento de alimento de reserva para el embrión en crecimiento.
(b) Las etapas embrionarias durante el desarrollo del saco embrionario maduro son:

(ii) (a) El desarrollo del embrión comienza solo después de que se haya formado una cierta cantidad de endospermo. Es una adaptación para la nutrición asegurada del embrión en desarrollo. Por tanto, el desarrollo del endospermo precede al desarrollo del embrión. El papel del endospermo en las semillas albuminosas maduras es el almacenamiento de alimento de reserva para el embrión en crecimiento.
(b) Las etapas embrionarias durante el desarrollo del saco embrionario maduro son:

(iii) Embrión de dicotiledónea maduro.
El diagrama etiquetado de un embrión maduro de una planta dicotiledónea es el que se muestra a continuación.

Preguntas misceláneas

Preguntas de 5 puntos

1. (i) Dibuje un LS de un pistilo que muestre el tubo polínico que ingresa al saco embrionario en una angiosperma y una etiqueta y seis partes distintas del estigma, el estilo y el ovario.
(ii) Escriba los cambios que experimenta un óvulo fertilizado dentro del ovario en una planta de angiospermas. [Toda la India 2013]
Ans. (i) Las etapas embrionarias durante el desarrollo del saco embrionario maduro son:

(ii) Los cambios que tienen lugar en un óvulo fertilizado dentro del ovario en una planta de angiospermas son:
Óvulo no fertilizado: semilla
Funiculus — Presente
Tegumento: capa de semillas
(a) exterior —Testa
(b) interior —Tegman
Núcleos polares: endospermo
Nucellus: perispermo utilizado o restante
Antípoda: degenerado
Synergid: degenerado
Huevo - Embrión

2. (i) Nombre las estructuras en las que se desarrollan respectivamente las partes A y B que se muestran en el diagrama al lado.
(ii) Explique el proceso de desarrollo que experimenta B en las semillas albuminosas y exalbuminosas. Da un ejemplo de cada una de estas semillas. [Extranjero 2011]

Resp. (I)La parte A se convierte en embrión. La parte B se convierte en endospermo.
(ii) Formación de endospermo
(a) La célula del endospermo primario se divide repetidamente y forma un núcleo de endospermo triploide.
(b) El núcleo del endospermo primario sufre sucesivas divisiones nucleares libres para dar lugar a varios núcleos libres. En esta etapa, se denomina endospermo nuclear libre.
(c) La formación de la pared tiene lugar desde la periferia y avanza hacia el centro y el endospermo se vuelve celular.
(d) En las semillas albuminosas, una cierta cantidad de endospermo persiste en la semilla madura ya que el embrión en desarrollo no la consume por completo.
p.ej. trigo / maíz.
e) En las semillas exalbuminosas, el embrión en desarrollo consume completamente el endospermo antes de la maduración de la semilla.
p.ej. en guisante / cacahuete.

3. (i) Dibuje un diagrama etiquetado de LS de un embrión de pasto (seis etiquetas cualesquiera).
(ii) Explique la razón de cada uno de los siguientes:
(a) Las anteras de las flores de angiospermas se describen como ditecosas.
(b) Las semillas híbridas deben producirse año tras año. [Toda la India 2011]
Ans. (i) LS del embrión de hierba.

(ii) (a) Una antera de angiosperma típica es bilobulada y cada lóbulo tiene dos tecas. Entonces, la antera se llama diteco.
(b) Las semillas híbridas muestran segregación de rasgos y no mantienen el carácter híbrido en las plantas. Por lo tanto, deben producirse todos los años y no se pueden almacenar.

4. Explicar la fertilización doble y rastrear los eventos posteriores a la fertilización en orden secuencial que conducen a la formación de semillas en una planta dicotiledónea típica. [Toda la India 2008 C Extranjero 2010]
Resp.(i) Los eventos posteriores a la fertilización se pueden rastrear como:

  • Desarrollo de endospermo, agrandamiento de semillas y formación de frutos.
  • El cigoto se convierte en embrión.
  • La célula central se convierte en célula del endospermo primario y el núcleo del endospermo primario se convierte en endospermo.
  • Las antípodas y los sinérgicos degeneran.
  • Los tegumentos se convierten en la cubierta de la semilla.
  • Los óvulos maduran y se convierten en semillas.
  • El ovario madura para formar la fruta.

Desarrollo de embriones en dicotiledóneas
(i) La formación de embriones comienza después de que se forma una cierta cantidad de endospermo.
(ii) El cigoto se divide por mitosis para formar un proembrión.
(iii) Se produce la formación de un embrión globular y en forma de corazón que finalmente se convierte en un embrión maduro en forma de herradura.
(iv) En la planta dicotiledónea, el embrión consta de dos cotiledones y un eje embrionario entre ellos.
(v) La porción del eje embrionario por encima del nivel de unión de los cotiledones es epicotilo y termina en la plúmula.
(vi) La porción del eje embrionario debajo del nivel de unión del cotiledón es el hipocótilo, se convierte en radícula (punta de la raíz).
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Imágenes genitourinarias

Patología

Tipo de células claras (65% de RCC). Origen celular: túbulo proximal. Anomalías citogenéticas: deleciones del cromosoma 3p, mutaciones del gen von Hippel-Lindau (VHL) (gen supresor de tumores)

Tipo de célula papilar (cromófilo) (15%). Origen celular: túbulo proximal. Anomalías citogenéticas: trisomías de los cromosomas 3q, 7, 12, 16, 17, 20 pérdida del cromosoma Y

Tipo de célula cromófoba (10%). Origen celular: célula intercalada del conducto colector cortical. Anomalías citogenéticas: monosomías de los cromosomas 1, 2, 6, 10, 13, 17 y 21: hipodiploidía

Oncocitoma (5%). Origen celular: célula intercalada del conducto colector cortical. Anormalidades citogenéticas: pérdida de los cromosomas 1 e Y

Tipo de celda sin clasificar (5% de RCC). Sarcomas, tumores del conducto colector, otros


¿Qué es la diferenciación de células madre? (con imagenes)

La diferenciación de células madre es un proceso en el que una célula madre no especializada se convierte en un tipo particular de tejido, como un glóbulo rojo maduro. Esto ocurre en todas las etapas de la vida, desde el desarrollo embrionario muy temprano hasta la edad adulta, ya que el cuerpo necesita un suministro constante de nuevas células especializadas para funcionar. Varios factores están involucrados en la diferenciación celular, incluidos los desencadenantes ambientales y biológicos de varios tipos de células.

La cantidad de diferentes tipos de células en las que puede madurar una célula madre se refleja en su potencia. Una célula totipotente puede convertirse en cualquier tipo de célula en la madurez. Estas células se encuentran en las primeras fases de blastocisto del desarrollo embrionario, cuando cada célula necesita poder dar lugar a una variedad de células para que se desarrolle un embrión. A medida que avanza el desarrollo embrionario, las células madre se vuelven pluripotentes por naturaleza, con la capacidad de divergir en una variedad de tipos de células, pero no en todas.

Las células madre multipotentes pueden diferenciarse en varios tipos de células relacionadas. Por ejemplo, las células hematopoyéticas que dan lugar a diferentes tipos de células sanguíneas pueden sufrir una diferenciación de células madre para convertirse en glóbulos blancos o rojos. Sin embargo, no pueden convertirse en el revestimiento del estómago o en neuronas. Las células multipotentes de esta naturaleza se encuentran comúnmente en organismos adultos para suministrar células frescas continuas para reemplazar las células viejas desgastadas y dañadas.

En la diferenciación de células madre, una célula madre recibe una señal para comenzar a madurar. La célula puede pasar por varias etapas de la vida antes de convertirse en una célula madura. En cualquier etapa, puede ocurrir un error y la célula puede deformarse o puede desarrollar otros problemas. El sistema inmunológico permanece atento a tales células para que pueda intervenir para destruirlas y reciclar sus componentes antes de que tengan la oportunidad de desarrollarse completamente y causar problemas. El cuerpo necesita constantemente nuevas células sanguíneas y de la piel, entre otras, y depende de la diferenciación de células madre para satisfacer esta necesidad.

Los investigadores científicos tienen un interés particular en la diferenciación de células madre embrionarias debido a sus propiedades totipotentes y pluripotentes. Estudian el desarrollo embrionario para aprender más sobre cómo maduran las células y el orden en el que se producen varias estructuras a medida que se desarrolla un embrión. Esto puede proporcionar información importante sobre los defectos de nacimiento, así como la historia biológica de un organismo. Muchos organismos muestran un desarrollo embrionario paralelo hasta cierta etapa, donde comienzan a verse radicalmente diferentes, como especímenes completamente maduros de diferentes especies. Estas similitudes en el desarrollo pueden indicar la historia evolutiva de varios organismos.

Desde que comenzó a contribuir al sitio hace varios años, Mary ha aceptado el emocionante desafío de ser investigadora y escritora de InfoBloom. Mary tiene un título en artes liberales de Goddard College y pasa su tiempo libre leyendo, cocinando y explorando la naturaleza.

Desde que comenzó a contribuir al sitio hace varios años, Mary ha aceptado el emocionante desafío de ser investigadora y escritora de InfoBloom. Mary tiene un título en artes liberales de Goddard College y pasa su tiempo libre leyendo, cocinando y explorando la naturaleza.


Cuadro comparativo de totipotente vs pluripotente vs multipotente

Tipos de células capaces de generar

Diferenciarse en cualquier tipo de célula

Diferenciarse en células de cualquiera de las tres capas germinales.

Diferenciarse en una gama limitada de tipos de células

Células madre embrionarias, Células madre pluripotentes inducidas

Células madre hematopoyéticas, células madre neurales, células madre mesenquimales

Células tempranas de óvulo fertilizado

Células de masa interna del blastocisto

Expresión de genes de pluripotencia

Expresión de genes específicos de linaje

Ventajas de su uso en la investigación

Menos problemas éticos, menos posibilidades de rechazo inmunológico si se toma del mismo paciente

Contras de uso en investigación

Problemas éticos, formación de teratomas.

Difícil de aislar, diferenciación limitada, escasa

1 Hima Bindu A, Srilatha B (2011) Potencia de varios tipos de células madre y su trasplante. J Stem Cell Res Ther 1: 115. doi: 10.4172 / 2157-7633.1000115


Que es totipotente

Se considera totipotente una célula madre que sea capaz de dar lugar a cualquier tipo de células diferenciadas en un organismo en particular. Eso significa que estas células contienen el mayor potencial de diferenciación. El cigoto y la espora son dos ejemplos de células totipotentes. Pero algunas células diferenciadas también son capaces de volver al estado de totipotencia.

En los seres humanos, el cigoto se forma después de la fertilización del óvulo por el esperma. El cigoto se divide por mitosis, generando células idénticas que luego se vuelven totipotentes. El cigoto forma la mórula, que se divide aún más para formar el blastocito. Después de la implantación del blastocito en el endometrio, comienza el proceso de diferenciación. Esta etapa se conoce como etapa embrionaria y ha separado dos masas celulares llamadas trofoblasto externo y masa celular interna. Por tanto, el trofoblasto y la masa celular interna se diferencian de las células totipotentes de la mórula. Luego, la masa celular interna se vuelve pluripotente al diferenciarse en tres capas germinales: endodermo, mesodermo o ectodermo. Estas tres capas germinales dan lugar a diferentes tipos de células especializadas en el cuerpo al volverse multipotentes. Por lo tanto, las células madre totipotentes en los seres humanos son capaces de diferenciarse en cualquier tipo de célula del cuerpo; existen más de 200 tipos distintos de células del cuerpo humano.

Figura 1: Diferenciación de células madre embrionarias totipotentes


Diferenciación del mesodermo

Figura 6.29: Somitas en un embrión en etapa de neurula. Leyenda (del holandés): dooierzak = saco vitelino, amnionvlies = membrana amniótica, somieten = somitas, neurale buid = tubo neural, neurale plooien = pliegues neurales. Crédito de la imagen: & # 8220Plate 20 & # 8221 por Henrey Gray está en el dominio público CC0

Formación de somitas

Durante el mismo tiempo que la neurulación, el mesodermo se diferencia. El mesodermo comienza como una capa amorfa de mesénquima ←. Luego, las regiones del mesénquima se pellizcan en estructuras esféricas repetidas llamadas somitas, formando segmentos a lo largo del eje anterior a posterior del embrión. El destino de los somitas es convertirse en órganos sólidos, ya sea unidades repetidas de tejido conectivo como las costillas y vértebras, o unidades repetidas de tejido muscular como el recto abdominal y los músculos intercostales. La formación de cada somita implica una transición mesenquimatosa a epitelial, algunas células madre mesenquimales se diferencian en un epitelio que separa un somita del siguiente. Because they form in left/right pairs, the production of matching lateral structures is relatively simple (such as left and right biceps brachii muscles). On the other hand, formation of a single structure from somitic mesodem (such as one sternum) requires fusion of two bilateral structures.

There are other regions of mesoderm besides somites and notochord , such as splanchnic, lateral plate and paraxial mesoderm. Differentiating between all types of mesoderm is not essential for understanding clinical concepts in dental hygiene.

Figure 6.30: Development of the heart from two heart tubes. Image credit: “ illustration ” by OpenStax, is licensed CC BY 3.0

Formation of the heart

In the 3 rd week of development, mesoderm begins to develop into blood, the heart and the circulatory system. Mesenchymal stem cells first differentiate into blood islands. Next, angiogenesis begins. Two large blood vessels fuse– with some help from neural crest cells — to form the primitive heart, which begins beating.


Microtubule (MT)-bound motors promote bipolar spindle formation, whereas chromosome-associated motors drive proper kinetochore orientation and chromosome movement to the equator.

Box 1 Box 2 Box 3 Box 4 Recuadro 5
Motor-dependent mechanisms establish bipolarity as Eg5 (kinesin-5) motors slide antiparallel microtubules apart with their minus ends leading and their plus ends directed toward the spindle equator. Minus end–directed motors such as dynein move microtubules poleward with their minus ends leading, thereby incorporating K-fibers into the spindle and focusing spindle poles. Kinetochore-associated dynein transports chromosomes along astral microtubules toward the spindle poles from the periphery. Plus end–directed chromokinesins (kinesin-4 and -10) eject chromosome arms outward. CENP-E (kinesin-7) transports unattached kinetochores toward the equator along spindle microtubules. MTOC, microtubule organizing centre.


Establishing the first stem cells

One of the most extraordinary features of plants is that they continuously grow and generate new organs during their life cycle. This growth and regeneration originates from stem cells that reside in the SAM, the RAM and the cambium. Within the SAM and RAM, a small population of cells, called the organising centre, divides slowly to provide cell supplies for the surrounding stem cells (Weigel and Jürgens, 2002). The organising centres are also important for maintaining the stem cell identity of adjacent cells (Scheres, 2007). However, regardless of their type, all stem cells originate during embryogenesis and therefore their determination is of vital importance for post-embryonic development.

En la actualidad, WUS y WOX5 are recognised as markers for the shoot and root organising centres, respectively (Sarkar et al., 2007), and these genes are activated at the globular stage of embryogenesis (Mayer et al., 1998 Haecker et al., 2004). True markers for the stem cells themselves, however, have not yet surfaced, making it difficult to study their origin. Whether such universal stem cell markers exist in plants is also unclear. The development and maintenance of the SAM and RAM are thoroughly discussed in several excellent reviews (Aichinger et al., 2012 Lau et al., 2012 Perales and Reddy, 2012 Perilli et al., 2012 Wendrich and Weijers, 2013). Here, we focus on the first SAM and RAM determination steps in the developing embryo.

Several molecular pathways have been identified that regulate the organisation of the SAM. Many of the genes involved are expressed during early embryogenesis, which makes these pathways candidates for controlling stem cell establishment. In addition to well-known factors such as the KNOTTED-1 homeodomain protein homologue SHOOT MERISTEMLESS (STM) (Long et al., 1996) and class III HD-ZIP factors (Prigge et al., 2005), further genes were recently shown to regulate WUS expression and SAM formation (Fig. 6). For example, the class II HD-ZIP genes ATHB2, HOMEOBOX ARABIDOPSIS THALIANA 1 (HAT1), HAT2, HAT3 y ATHB4, which are known to be involved in the shade avoidance response, carpel margin development and leaf polarity (Bou-Torrent et al., 2012 Reymond et al., 2012 Ruberti et al., 2012), were recently shown to be expressed in the early embryo (Turchi et al., 2013). En hat3-3 athb4-1 double-mutant seedlings, SAM activity, as indicated by the expression of WUS y CLV3 (Fletcher et al., 1999 Schoof et al., 2000), is reduced. Several class II HD-ZIP genes, including HAT2, HAT3 y ATHB4, are directly regulated by the class III HD-ZIP gene REV, suggesting that the HD-ZIP III genes might regulate development through activation of the HD-ZIP II genes (Fig. 6) (Brandt et al., 2012 Reinhart et al., 2013).

SAM formation in the mid-globular stage embryo. In the upper inner tissue, HD-ZIP III genes regulate WUS expression, possibly through activation of HD-ZIP II genes, and hence SAM formation. The non-cell-autonomous action of miR394B from the protodermal layer represses LCR activity in the subtending cells, enabling the expression of WUS, which in turn regulates SAM maintenance.

SAM formation in the mid-globular stage embryo. In the upper inner tissue, HD-ZIP III genes regulate WUS expression, possibly through activation of HD-ZIP II genes, and hence SAM formation. The non-cell-autonomous action of miR394B from the protodermal layer represses LCR activity in the subtending cells, enabling the expression of WUS, which in turn regulates SAM maintenance.

Recently, the importance of miR394B, acting non-cell-autonomously from within the protodermal layer, during SAM formation has been uncovered. In a screen for enhancers of the weak ago10-1 mutant that induces SAM defects at low frequency, the mir394b mutant was found to dramatically enhance the SAM defect (Knauer et al., 2013). miR394B is ubiquitously expressed at the early globular stage, and during SAM establishment its expression is restricted to the L1 layer (Fig. 6). Sin embargo, miR394B transcripts can be detected in the subjacent three layers, suggesting a non-cell-autonomous function of miR394B in SAM formation. The direct target of miR394B es LEAF CURLING RESPONSIVENESS (LCR), which contains a SKP2-like F-box domain, suggesting that it functions by targeting proteins for degradation by the 26S proteasome (Bai et al., 1996 Jones-Rhoades and Bartel, 2004 Knauer et al., 2013). En el mir394b mutant, which harbours a single nucleotide mutation that disables the degradation of LCR mRNA, CLV3 y WUS expression initiate correctly but fail to be maintained afterwards, indicating that the removal of LCR is crucial for SAM maintenance but not for its initiation (Knauer et al., 2013). Thus, although regulators of SAM function have been identified (Fig. 6), there is clearly a gap in our knowledge with regards to SAM establishment during embryogenesis.

The ontogeny of the RAM is very different from that of the SAM, as it involves the specification of the uppermost suspensor cell, the hypophysis. This cell further divides asymmetrically to form a smaller lens-shaped cell and a larger basal cell (Fig. 1). Both the hypophysis and its lens-shaped descendant express the WOX5 marker (Sarkar et al., 2007), and the specification of the hypophysis can thus be regarded as the initiation of the root meristem. Hypophysis specification is regulated by the plant hormone auxin (Fig. 7), and mutations in components of auxin biosynthesis, transport, perception or response all cause defects in hypophysis division and RAM formation (reviewed by Möller and Weijers, 2009). An auxin response maximum, detected through the use of the synthetic auxin response reporter DR5 (Friml et al., 2003), can be observed in the uppermost suspensor cell, i.e. the hypophysis, upon its specification. This auxin response maximum is the result of polar PIN1 localisation (Friml et al., 2003) and, hence, polar auxin transport (PAT see Box 3). Up until this stage, PIN1 is expressed without polarity, but it then begins to be localised to the basal cell membrane in the provascular cells next to the hypophysis and actively transports auxin into the hypophysis, which triggers gene expression changes and thereby contributes to hypophysis specification (Fig. 7) (Lokerse and Weijers, 2009 Weijers and Friml, 2009). MP, in addition to regulating vascular tissue formation (as discussed above), also controls hypophysis specification (Fig. 7), and mp mutant embryos show aberrant hypophysis division (Hardtke and Berleth, 1998). Mutation of bdl (iaa12), which stabilises the BDL protein, also leads to an mp-like phenotype (Hamann et al., 1999,, 2002). Notablemente, MP y BDL are active in cells adjacent to the hypophysis, suggesting that a non-cell-autonomous factor is needed to regulate hypophysis determination. Auxin transport from MP-expressing cells to the hypophysis also depends on MP (Weijers et al., 2006) hence, auxin itself represents such a non-cell-autonomous signal (Fig. 7). However, since auxin response reporters mark more suspensor cells than just the hypophysis (Friml et al., 2003), it is likely that additional signals are required for the specification of the hypophysis. Among the direct MP targets, the small bHLH transcription factor TMO7 was shown to behave as such a second signal. TMO7 is expressed in cells adjacent to the hypophysis, but the TMO7 protein moves into the hypophysis (Fig. 7) (Schlereth et al., 2010). Suppression of TMO7 by RNA interference or an artificial microRNA leads to abnormal hypophysis division and rootless seedlings, similar to mp mutants, demonstrating the biological significance of TMO7 in hypophysis determination.

Auxin is unique among plant hormones in that it has a dedicated transport system. This so-called polar auxin transport (PAT) is an important mechanism in plants that channels auxin into specific tissues in order to trigger or maintain certain developmental responses. PAT is facilitated by auxin influx and efflux carriers, whose polar subcellular localisations determine the directionality of auxin flow (reviewed by Zažímalová et al., 2010). Auxin flow directionality mainly depends on the polarised subcellular localisation of the PIN-FORMED (PIN) auxin transporters (Petrásek et al., 2006 Wis´niewska et al., 2006). Conversely, auxin regulates its own transport by controlling the expression of PIN genes, PIN protein redistribution and degradation (Vieten et al., 2005 Paciorek et al., 2005), thereby contributing to a complex pattern of feedback regulation. PAT and the establishment of auxin maxima control embryo development. Accordingly, auxin distribution changes dynamically at key steps of embryo development (Friml et al., 2003). After the first division of the zygote, apical cell development requires PAT (Friml et al., 2003). At this stage, auxin is locally produced in the cells of the suspensor (Robert et al., 2013). In these cells, PIN7 is polarly localised toward the proembryo (Friml et al., 2003) and mediates directional auxin flow to the proembryo, where the resulting auxin response maximum contributes to its specification (Lokerse and Weijers, 2009 Weijers and Friml, 2009). At the early globular stage, the onset of localised auxin biosynthesis in the proembryo is required for PIN1 polarisation in the inner proembryonic cells, resulting in a basal auxin response maximum and specification of the future root pole (Friml et al., 2003). Thus, PAT and distinct local auxin sources orient apical-basal axis formation plant during embryogenesis (Robert et al., 2013 Wabnik et al., 2013).


Contenido

Totipotency (Lat. totipotentia, "ability for all [things]") is the ability of a single cell to divide and produce all of the differentiated cells in an organism. Spores and zygotes are examples of totipotent cells. [4] In the spectrum of cell potency, totipotency represents the cell with the greatest differentiation potential, being able to differentiate into any embryonic cell, as well as extraembryonic cells. In contrast, pluripotent cells can only differentiate into embryonic cells. [5] [6]

It is possible for a fully differentiated cell to return to a state of totipotency. [7] This conversion to totipotency is complex, not fully understood and the subject of recent research. Research in 2011 has shown that cells may differentiate not into a fully totipotent cell, but instead into a "complex cellular variation" of totipotency. [8] Stem cells resembling totipotent blastomeres from 2-cell stage embryos can arise spontaneously in mouse embryonic stem cell cultures [9] [10] and also can be induced to arise more frequently in vitro through down-regulation of the chromatin assembly activity of CAF-1. [11]

The human development model is one which can be used to describe how totipotent cells arise. [12] Human development begins when a sperm fertilizes an egg and the resulting fertilized egg creates a single totipotent cell, a zygote. [13] In the first hours after fertilization, this zygote divides into identical totipotent cells, which can later develop into any of the three germ layers of a human (endoderm, mesoderm, or ectoderm), or into cells of the placenta (cytotrophoblast or syncytiotrophoblast). After reaching a 16-cell stage, the totipotent cells of the morula differentiate into cells that will eventually become either the blastocyst's Inner cell mass or the outer trophoblasts. Approximately four days after fertilization and after several cycles of cell division, these totipotent cells begin to specialize. The inner cell mass, the source of embryonic stem cells, becomes pluripotent.

Research on Caenorhabditis elegans suggests that multiple mechanisms including RNA regulation may play a role in maintaining totipotency at different stages of development in some species. [14] Work with zebrafish and mammals suggest a further interplay between miRNA and RNA-binding proteins (RBPs) in determining development differences. [15]

Primordial germ cells Edit

In mouse primordial germ cells, genome-wide reprogramming leading to totipotency involves erasure of epigenetic imprints. Reprogramming is facilitated by active DNA demethylation involving the DNA base excision repair enzymatic pathway. [16] This pathway entails erasure of CpG methylation (5mC) in primordial germ cells via the initial conversion of 5mC to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC), a reaction driven by high levels of the ten-eleven dioxygenase enzymes TET-1 and TET-2. [17]

In cell biology, pluripotency (Lat. pluripotentia, "ability for many [things]") [18] refers to a stem cell that has the potential to differentiate into any of the three germ layers: endoderm (interior stomach lining, gastrointestinal tract, the lungs), mesoderm (muscle, bone, blood, urogenital), or ectoderm (epidermal tissues and nervous system), but not into extra-embryonic tissues like the placenta. [19] However, cell pluripotency is a continuum, ranging from the completely pluripotent cell that can form every cell of the embryo proper, e.g., embryonic stem cells and iPSCs (see below), to the incompletely or partially pluripotent cell that can form cells of all three germ layers but that may not exhibit all the characteristics of completely pluripotent cells.

Induced pluripotency Edit

Induced pluripotent stem cells, commonly abbreviated as iPS cells or iPSCs, are a type of pluripotent stem cell artificially derived from a non-pluripotent cell, typically an adult somatic cell, by inducing a "forced" expression of certain genes and transcription factors. [20] These transcription factors play a key role in determining the state of these cells and also highlights the fact that these somatic cells do preserve the same genetic information as early embryonic cells. [21] The ability to induce cells into a pluripotent state was initially pioneered in 2006 using mouse fibroblasts and four transcription factors, Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc [22] this technique, called reprogramming, later earned Shinya Yamanaka and John Gurdon the Nobel Prize in Physiology or Medicine. [23] This was then followed in 2007 by the successful induction of human iPSCs derived from human dermal fibroblasts using methods similar to those used for the induction of mouse cells. [24] These induced cells exhibit similar traits to those of embryonic stem cells (ESCs) but do not require the use of embryos. Some of the similarities between ESCs and iPSCs include pluripotency, morphology, self-renewal ability, a trait that implies that they can divide and replicate indefinitely, and gene expression. [25]

Epigenetic factors are also thought to be involved in the actual reprogramming of somatic cells in order to induce pluripotency. It has been theorized that certain epigenetic factors might actually work to clear the original somatic epigenetic marks in order to acquire the new epigenetic marks that are part of achieving a pluripotent state. Chromatin is also reorganized in iPSCs and becomes like that found in ESCs in that it is less condensed and therefore more accessible. Euchromatin modifications are also common which is also consistent with the state of euchromatin found in ESCs. [25]

Due to their great similarity to ESCs, iPSCs have been of great interest to the medical and research community. iPSCs could potentially have the same therapeutic implications and applications as ESCs but without the controversial use of embryos in the process, a topic of great bioethical debate. In fact, the induced pluripotency of somatic cells into undifferentiated iPS cells was originally hailed as the end of the controversial use of embryonic stem cells. However, iPSCs were found to be potentially tumorigenic, and, despite advances, [20] were never approved for clinical stage research in the United States. Setbacks such as low replication rates and early senescence have also been encountered when making iPSCs, [26] hindering their use as ESCs replacements.

Additionally, it has been determined that the somatic expression of combined transcription factors can directly induce other defined somatic cell fates (transdifferentiation) researchers identified three neural-lineage-specific transcription factors that could directly convert mouse fibroblasts (skin cells) into fully functional neurons. [27] This result challenges the terminal nature of cellular differentiation and the integrity of lineage commitment and implies that with the proper tools, todos cells are totipotent and may form all kinds of tissue.

Some of the possible medical and therapeutic uses for iPSCs derived from patients include their use in cell and tissue transplants without the risk of rejection that is commonly encountered. iPSCs can potentially replace animal models unsuitable as well as in vitro models used for disease research. [28]

Naive vs. primed pluripotency states Edit

Recent findings with respect to epiblasts before and after implantation have produced proposals for classifying pluripotency into two distinct phases: "naive" and "primed". [29] The baseline stem cells commonly used in science that are referred as embryonic stem cells (ESCs) are derived from a pre-implantation epiblast such epiblast is able to generate the entire fetus, and one epiblast cell is able to contribute to all cell lineages if injected into another blastocyst. On the other hand, several marked differences can be observed between the pre- and post-implantation epiblasts, such as their difference in morphology, in which the epiblast after implantation changes its morphology into a cup-like shape called the "egg cylinder" as well as chromosomal alteration in which one of the X-chromosomes under random inactivation in the early stage of the egg cylinder, known as X-inactivation. [30] During this development, the egg cylinder epiblast cells are systematically targeted by Fibroblast growth factors, Wnt signaling, and other inductive factors via the surrounding yolk sac and the trophoblast tissue, [31] such that they become instructively specific according to the spatial organization. [32]

Another major difference that was observed, with respect to cell potency, is that post-implantation epiblast stem cells are unable to contribute to blastocyst chimeras, [33] which distinguishes them from other known pluripotent stem cells. Cell lines derived from such post-implantation epiblasts are referred to as epiblast-derived stem cells which were first derived in laboratory in 2007 despite their nomenclature, that both ESCs and EpiSCs are derived from epiblasts, just at difference phases of development, and that pluripotency is still intact in the post-implantation epiblast, as demonstrated by the conserved expression of Nanog, Fut4, and Oct-4 in EpiSCs, [34] until somitogenesis and can be reversed midway through induced expression of Oct-4. [35]

Multipotency describes progenitor cells which have the gene activation potential to differentiate into discrete cell types. For example, a multipotent blood stem cell —and this cell type can differentiate itself into several types of blood cell like lymphocytes, monocytes, neutrophils, etc., but it is still ambiguous whether HSC possess the ability to differentiate into brain cells, bone cells or other non-blood cell types. [ cita necesaria ]

New research related to multipotent cells suggests that multipotent cells may be capable of conversion into unrelated cell types. In another case, human umbilical cord blood stem cells were converted into human neurons. [36] Research is also focusing on converting multipotent cells into pluripotent cells. [37]

Multipotent cells are found in many, but not all human cell types. Multipotent cells have been found in cord blood, [38] adipose tissue, [39] cardiac cells, [40] bone marrow, and mesenchymal stem cells (MSCs) which are found in the third molar. [41]

MSCs may prove to be a valuable source for stem cells from molars at 8–10 years of age, before adult dental calcification. MSCs can differentiate into osteoblasts, chondrocytes, and adipocytes. [42]

In biology, oligopotency is the ability of progenitor cells to differentiate into a few cell types. It is a degree of potency. Examples of oligopotent stem cells are the lymphoid or myeloid stem cells. [2] A lymphoid cell specifically, can give rise to various blood cells such as B and T cells, however, not to a different blood cell type like a red blood cell. [43] Examples of progenitor cells are vascular stem cells that have the capacity to become both endothelial or smooth muscle cells.

In cell biology, a unipotent cell is the concept that one stem cell has the capacity to differentiate into only one cell type. It is currently unclear if true unipotent stem cells exist. Hepatoblasts, which differentiate into hepatocytes (which constitute most of the liver) or cholangiocytes (epithelial cells of the bile duct), are bipotent. [44] A close synonym for unipotent cell es precursor cell.


Ver el vídeo: Εισαγωγή στο κύτταρο Α γυμνασίου (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Kim

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