Biologia dello Sviluppo

Corso di Anatomia
Comparata ed Embriologia
Modulo di
EMBRIOLOGIA
3 crediti
Dr. Sandra Moreno
Informazioni generali
lezioni ed esercitazioni
Durata presunta del corso: 01.03.10 - 01.04.10
Lezioni:
•Lunedì, ore 11-13
•Mercoledì, ore 12-13
•Venerdì, ore 11-13
Studio assistito:
•A partire dal 17.03 tutti i Mercoledì, ore 14-16, su appuntamento con
Francesca Fanelli ([email protected]) o Sara Sepe ([email protected])
Esercitazioni:
•A partire da Martedì 09.03 fino a Martedì 01.04
•3 esercitazioni al microscopio in aula 5, con suddivisione in 4 turni:
–Martedì, ore 14-16 (LUCAFERRI-PODESTÀ)
–Martedì, ore 16-18(PORRETTA-ZAMBONI)
–Giovedì, ore 14-16 (ABDESSADOK-DEL VECCHIO)
–Giovedì, ore 16-18 (DESTITO-LOTTI)
Esonero scritto:
•Venerdì 09.04, ore 11-13
Informazioni generali
orario di ricevimento
• Orario di ricevimento durante lo
svolgimento del corso:
– Al termine della lezione, in aula
• Orario di ricevimento dopo lo svolgimento
del corso:
– Lunedì ore 10-12
– Mercoledì ore 10-12
Informazioni generali
propedeuticità
• Propedeuticità culturali:
– Citologia ed Istologia
– Nozioni di base di fisica, chimica, geometria …
Informazioni generali
propedeuticità
• Modalità di svolgimento dell’esame:
– Orale
– Prova scritta alla fine del corso:
• In caso di successo (esito > 18/30), l’esame viene
verbalizzato dopo il superamento dell’esame di
Anatomia Comparata.
• In caso di insuccesso (esito <18/30), l’esame
orale potrà essere sostenuto a qualsiasi appello.
N.B. La prova ha anche un significato di verifica, poiché,
indipendentemente dal risultato, i compiti corretti
saranno a disposizione per eventuali chiarimenti
STADI DELLO SVILUPPO
PROGRAMMA SINTETICO
EMBRIOLOGIA: studio dell’embrione
Embrione: organismo che si sviluppa, a partire
dalla fecondazione fino alla nascita
UOVO FECONDATO
ESSERE
PLURICELLULARE
PROGRAMMA SINTETICO
• Da una singola cellula a un organismo pluricellulare. Modelli di
studio. Differenziamento e morfogenesi.
• Spermatogenesi e oogenesi nei vertebrati. Struttura dello
spermatozoo e dell’uovo maturo.
• Fecondazione interna ed esterna. Riconoscimento a distanza
e per contatto.
• Generalità sullo sviluppo animale: segmentazione,
gastrulazione, organogenesi. I tre foglietti embrionali.
• Sviluppo di un cefalocordato: l’anfiosso. Segmentazione,
gastrulazione e primi eventi di organogenesi.
• Sviluppo degli Anfibi. La segmentazione: macromeri e
micromeri. Gastrulazione e neurulazione.
• Sviluppo degli Uccelli. Segmentazione discoidale,
gastrulazione e neurulazione.
PROGRAMMA SINTETICO
• Gli annessi embrionali: amnios, corion, allantoide e
sacco del tuorlo.
• Sviluppo dei Mammiferi. Segmentazione
rotazionale. La blastocisti: nodo embrionale e
trofoblasto. Gastrulazione e neurulazione.
Placenta.
• Cenni di organogenesi: l’ectoderma e il destino
delle sue varie porzioni; il mesoderma e il destino
delle regioni in cui è suddiviso; l’endoderma e gli
organi da esso derivati.
• Problematiche attuali di biologia dello sviluppo. La
pluripotenzialità delle cellule staminali embrionali e
dell’adulto. La clonazione.
LIBRI DI TESTO
Consigliati:
• Le Moigne, Foucrier: “Biologia dello Sviluppo”, Edises
• Franquinet, Foucrier: “Atlante di Embriologia Descrittiva”,
Edises
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Per consultazione:
Gilbert: “Biologia dello Sviluppo”, Zanichelli
Houillon: “Embriologia dei Vertebrati”, Casa Editrice Ambrosiana,
Müller: “Biologia dello Sviluppo”, Zanichelli
•
Per lettura:
Boncinelli: “Biologia dello Sviluppo-Dalla cellula all’organismo”,
Carocci
Siti utili:
• http://www.sdbonline.org
• http://8e.devbio.com/index.php
• http://www.bu.edu/histology/m/index.htm
• http://host.uniroma3.it/dipartimenti/biologia/new_sito_bio
/materiale/EMBRIOLOGIA/DIAPOSITIVE.htm
STADI DELLO SVILUPPO
BIOLOGIA DELLO SVILUPPO
“La biologia dello sviluppo un giorno
rappresenterà la base comune di tutte le
discipline e, in continua simbiosi con queste,
giocherà un ruolo di primo piano nella soluzione
dei problemi della vita” (Roux)
GENOTIPO
FENOTIPO
La biologia dello sviluppo è
scienza del “divenire”,
piuttosto che dell’ “essere”
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Anatomia
Genetica
Fisiologia
Biochimica
Biologia molecolare
Ecologia
Biologia evoluzionistica
Medicina
CENNI STORICI
l’approccio anatomico: i primordi
• Aristotele (IV sec. a.C.): le
prime osservazioni sul pollo
• William Harvey (XVII sec.):
“ex ovo omnia”
• Antoni van Leeuwenhoek
(XVII sec.): gli spermatozoi
al microscopio
Epigenesi o preformismo?
• I sostenitori dell’epigenesi
ritenevano che la formazione
degli organi avvenisse de novo
• Spermisti e ovisti sostenevano
che all’interno dei gameti ci
fosse un “homunculus”
CENNI STORICI
l’approccio evoluzionistico
Charles Darwin:
“ON THE ORIGIN OF SPECIES”
(1859)
“…Community of embryonic
structure reveals community
of descent.”
“Embryology rises greatly in interest, when we look
at the embryo as a picture, more or less obscured,
of the progenitor, either in its class or larval state,
of all the members of the same great class.”
CENNI STORICI
l’approccio embriologico-comparato
Karl Ernst von Baer (1792-1876)
Embrioni di vertebrati
Ontogenesi e Filogenesi
LEGGI DI VON BAER
• Nell’embrione le caratteristiche generali
compaiono più precocemente di quelle
specifiche.
• I caratteri meno generali si sviluppano da quelli
più generali.
• L’embrione di una specie più evoluta assomiglia
all’embrione di specie meno evolute, piuttosto
che all’adulto.
Ernst Haeckel
(1834-1919)
“L’ONTOGENESI
RICAPITOLA LA
FILOGENESI”
Ontogenesi: sviluppo dell’organismo
Filogenesi: storia evolutiva della specie
• Lo sviluppo è un processo tendenzialmente
conservativo e le variazioni si risolvono spesso
in un fallimento.
• L’ontogenesi ripercorre tappe dello sviluppo di
forme ancestrali, per cui compaiono abbozzi di
strutture che non raggiungono la maturità.
CENNI STORICI
l’approccio embriologico-comparato
• Pander (1820): Pattern di sviluppo comune a tutti i Vertebrati che
prevede la formazione di tre strati o foglietti :
– Ectoderma (epidermide, tessuto nervoso)
– Mesoderma (tessuti connettivi, tessuto muscolare, sistema urogenitale)
– Endoderma (intestino e ghiandole connesse, sistema respiratorio)
• Gli organi hanno derivazione costante
HOMOLOGY
“The same organ in
all its varieties of
form”
vs.
ANALOGY
“Forms similar due
to same function”
Sir Richard Owen
CENNI STORICI
l’approccio sperimentale
EMBRIOLOGIA SPERIMENTALE (primi ‘900)
• Driesch (sviluppo regolativo)
• Wilson (informazione materna)
• Morgan (teoria del gene)
• Spemann e Mangold (organizzatore)
CENNI STORICI
l’approccio molecolare
EMBRIOLOGIA MOLECOLARE (1980-oggi)
• Lewis, Wieschhaus, Nusslein-Volhard
(geni dello sviluppo in Drosophila)
• Brenner (Caenorhabditis elegans)
• Levi-Montalcini (neurotrofine)
• Le Douarin (chimere, creste neurali)
• Boncinelli (geni omeotici nei Vertebrati)
ORGANISMI MODELLO
• Scelta di organismi adatti (motivazioni teorico-pratiche)
• Analisi dettagliata dei meccanismi molecolari di un
processo di sviluppo
• Integrazione delle informazioni derivanti da più modelli
(in vivo e in vitro)
• Formulazione di modelli generali di sviluppo
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MODELLI “CLASSICI”
Riccio di mare
Rana, Xenopus
Pollo
Topo
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MODELLI “MODERNI”
Quaglia
Drosofila
Pesce zebra
Caenorhabditis elegans
ORGANISMI MODELLO