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SOMITOGÊNESE
o que são somitos
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Os somitos são formados :a) De forma periódicab) Bilateralc) Com identidade anteroposterior d) Com identidade axial
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Mesoderma LateralMesoderma
Paraxial
Notocorda
Mesoderma
Intermediário
Músculo,
etcRins e Gônadas
Sistema Vascular e
Hematopoiético
Anexos
Extraembrionários
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À medida que o somito amadurece/diferencia ele “desmancha” no sentido anteror posterior (i.e.
anterior amadurece primeiro)
À medida que o somito amadurece/diferencia ele “desmancha” no sentido cranio-caudal (i.e.
cefálico amadurece primeiro)
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Os somitos se foram em pares lateralmente ao tubo neural e ao longo do eixo cranio-caudal. Com a diferenciação irão se subdividir em 3 regiões que migram para localidades diferentes.
http://www.bionalogy.com/skeletal_system.htm
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EPIDERME
DERME
MÙSCULO
Estrutura da pele e músculo subjacente
Os derivados dos somitos
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derme
Músculo
Dermátomo
Miótomo
Esclerótomo vértebras e costelas
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Os somitos formam:
•DERMÁTOMO•MIÓTOMO•ESCLERÓTOMO
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Pergunta 1: Como é determinado o n. de somitos?
Richardson et al., Development 1998
Pergunta 2: Como é determinado onde serão formados os membros?
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Pergunta 1: Como é determinado o n. de somitos?
Richardson et al., Development 1998
A)Como é definido o mesoderma somítico (paraxial)?
B)O que gera a periodicidade da somitogênese
O mesoderma paraxial não tem sinalização BMP
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A expressão de noggin na região paraxial inibe BMP, permitindo a somitogênese
O que acontece se adicionarmos noggin A MAIS do lado direito?
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Pergunta 1: Como é determinado o n. de somitos?
Richardson et al., Development 1998
A)Como são formados os somitos
B)O que gera a periodicidade da somitogênese
Os somitos são formados :a) De forma periódicab) Bilateralc) Com identidade anteroposterior d) Com identidade axial
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Fixado
Cultivado
Expressão do Gene hairy (fator de transcrição
O gene hairy1 é expresso periodicamente no mesoderma pré-somítico
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Hairy 1 e o relógio de segmentação
Fase I: células pré-somíticas caudais expressando hairy1Fase II: desaparecimento da expressão de hairy1 caudalFase III: formação do somito e restrição da expressão de Hairy a porção posterior do somito a ser formado
O “relógio” interno serviria para :1) Definir o grupo de células que farão parte do mesmo somito2) Definir o momento da formação de um somito
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Os somitos são formados :a) De forma periódicab) Bilateralc) Com identidade anteroposteriord) Com identidade axial
Modelo para determinação de segmentos no mesoderma presomítico
Fgf8
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Olivier Pourquié, "Segmentation and somitogenesis in vertebrates," in
AccessScience
A formação antero-posterior de somitos é determinada por uma “maré” de FGF gerada pela região mais posterior do embrião
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HairyFGF
Esquema do modelo Clock-wavefront (Relógio-Maré)
http://www.youtube.com/watch?v=FRuKxR0T5WQ
Mesoderma pré-somítico= nhoque antes de cortar
Frequência de corte da faca= ciclo de hairy
Velocidade de passagem do tubo de massa de batata= FGF
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Youtube
Como que ocorre a quebra morfológica dos segmentos?
A carreira de um somito: De célula mesenquimal do mesoderma lateral para um agregado celular
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Os somitos são formados :a) De forma periódicab) Bilateralc) Com identidade anteroposterior d) Com identidade axial
Os somitos individuais têm uma identidade anteroposterior
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Genes Hox e identidade antero-posterior dos somitos
Vertebrados Superiores têm 4 grupos de gene Hox
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Em vertebrados o eixo A/P do tubo neural também é padronizado por genes Hox
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Assim como em invertebrados, em vertebrados o LIMITE ANTERIOR do domínio de expressão de cada gene Hox é mais claro do que o limite posterior
Somitos
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Dele
ção d
e H
ox10
Dele
ção d
e H
ox11
Perda de genes Hox específicos geram perdas de segmentos vertebrais específicos
A notocorda inibe a sinalização do BMP (Bone Morphogenic
Protein), um ligante da família TGF-beta
Existe um gradiente antero-posterior de Wnt, BMPs, FGFs e ácido retinóico
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Esta diferença de expressão persiste até estágios posteriores
ÀcidoRetinóico
O ácido retinóico determina o padrão de expressão de Hox nos somitos
normalSem ácido
retinóico
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CONTROLE LIMITE POSTERIOR
Ácido retinóico altera a identidade das vértebras
Pergunta 2: Como é determinado onde serão formados os membros?
Pergunta 1: Como é determinado o n. de somitos?
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Que mecanismos poderiam gerar a diferença filogenética nos n. de somitos?
corn snake (Pantherophis Guttatus) : 315 somitosHouse snake (Lamprophis Fuliginosus): 300 somitosWhiptail Lizare (Aspidoscelis uniparens): 90 somitoszebra-fish (Danio rerio): 31 somitoschicken ( Gallus gallus): 55 somitosmouse ( Mus musculus) 65 somitos
1)Ciclo Celular (tamanho do me. Pré-somítico)
2)Apoptose (tamanho do mes. pré-somítico)
3)Ciclagem do relógio interno
Que mecanismos poderiam gerar a diferença filogenética nos n. de somitos?
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Nature 2008
1) Ciclo CelularO Ciclo celular nos somitos de cobras é mais lento!!!
corn snake (Pantherophis Guttatus) : 315House snake (Lamprophis Fuliginosus): 300Whiptail Lizare (Aspidoscelis uniparens): 90zebra-fish (Danio rerio): 31chicken ( Gallus gallus): 55mouse ( Mus musculus) 65
315
90 300
55
Tamanho do mesoderma pré-somítico (PSM) não é proporcional à diferença de n. de somitos
Mas… os somitos de cobra são 3x menores que de galinha ou de camudongo
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3) Ciclagem do relógio interno: Premissa: O tamanho do Somito em relação ao PSM (mesoderma pré-somítico) reflete
a velocidade do relógio
corn snake (Pantherophis Guttatus) : 315zebra-fish (Danio rerio): 31chicken ( Gallus gallus): 55mouse ( Mus musculus) 65
3) Em cobras, o relógio é quase 4x mais rápido que em camudongo.... (315 somitos vs 65)
corn snake (Pantherophis Guttatus) : 315zebra-fish (Danio rerio): 31chicken ( Gallus gallus): 55mouse ( Mus musculus) 65
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3) Ciclagem do relógio interno
http://www.youtube.com/watch?v=gwtLL29bfnE
Pergunta 2: Como é determinado onde serão formados os membros?
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Hoxc 8 está sempre no segmento torácico entre os membros
Richardson et al., Development 1998
HIPÓTESE:
Hoxc8 DETERMINA A REGIÃO DO FLANCO e o Hoxc6 O
MEMBRO ANTERIOR
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PORQUÊ AS COBRAS NÃO TÊM PERNAS?
Hoxc6
Hoxc8
No embrião de Booidea, existe rudimentos de membro inferior na região cloacal