Ejercicios Interacción Núcleo-citoplásma

Ejercicios de Interacción Núcleo-Citoplásma 1.- A un ovocito enucleado de anfibio que se encuentra en la fase de maduración citoplásmica (vitelogénesis), se le implanta el núcleo de un blastómero (blástula media) de anfibio de la misma especie. Describa los cambios morfológicos y fisiológicos que se desencadenan, explicando las causas que los provocan; además indique el resultado obtenido. R: El núcleo del ovocito, antes de ser extirpado, se encontraba sintetizando RNA ribosomal 18 y 28s y RNA mensajero libre y almacenado en informosomas, proteínas estructurales y enzimáticas; los cromosomas se encuentran en escobillón para sintetizar lo que almacenará. El núcleo del blastómero se encuentra sintetizando gran cantidad de DNA porque se está incrementando el número de blastomeros, RNA no ya que utiliza el almacenado de pre y vitelogénesis. Cuando colocamos el núcleo de blastómero a un ovocito enucleado el primer cambio es morfológico ya que el citoplasma hace que incremente el volumen del núcleo hasta adquirir el tamaño de la vesícula germinal del ovocito, el citoplasma ejerce un efecto regulador sobre el núcleo por lo que deja de sintetizar DNA y comienza a sintetizar RNA para ello los cromosomas se desespiralizan. El resultado es un ovocito maduro citoplasmicamente debido a que, en anfibio, para que el ovocito madure completamente necesita al hígado para sintetice vitelogenina y el experimento se está llevando a cabo en un medio aislado y no tiene la posibilidad de obtener la vitelogenina por lo que no puede llevar a cabo el gradiente de plaquetas vitelinas y no alcanza el volumen característico de la especie y primero debe terminar su maduración para ser desbloqueado por progesterona. Se queda como ovocito maduro citoplasmicamente. 2.- Diga que resultado se obtiene al injertar el tallo de Acetabularia mediterránea en un rizoide de A. crenulata que se coloca inmediatamente en un medio con Actinomicina D. Explique las causas que provocan tales resultados. R: El resultado es una umbela con forma de disco lizo característico de Acetabularia mediterránea. Esto se debe a que el tallo contiene el factor morfogénetico (RNA) distribuido en toda su área en forma de gradiente, suficiente para regenerar la umbela una vez. Acetabularia crenulata no se expresa ya que la estamos colocando en un medio con Actinomicina D por lo que el núcleo que se encuentra en el rizoide no sintetiza RNA para regenerar la umbela de A. crenulata. La Actinomicina D no afecta al tallo ya que ésta solo impide la síntesis de RNA y en el tallo ya se encuentra presente. 3.- A una célula huevo enucleada de anfibio se le implanta el núcleo de una neurona de rana adulta de la misma especie. Describa los cambios morfológicos y fisiológicos que se desencadenan, así como el desarrollo que se obtiene, explicando las causas que provocan tales resultados. R: Cuando empieza la interacción del citoplasma de la célula huevo con el núcleo de la neurona (este tiene una regulación sobre el núcleo, el citoplasma determina que funciones llevará

acabo); lo primero que hace es un cambio morfogenético al incrementar su tamaño hasta alcanzar el volumen característico de la especie del núcleo diploide de esa célula huevo. El núcleo comienza a sintetizar DNA por efecto de la DNA polimerasa que se encuentra en el citoplasma, interactúan y ahora el núcleo comienza a dividirse. El núcleo de neurona ya no sintetiza RNA ya que eso lo hacía en su citoplasma, en la célula huevo utiliza los almacenados durante previtelogénesis y vitelogénesis. Continua con su desarrollo; segmentación, gastrulación, organogénesis y da como resultado una larva normal. 4.- Diga que resultado se obtiene al implantar el núcleo de un huevo de Rana pipiens en un huevo enucleado de Rana palustris que se mantiene en un medio con Actinomicina D y explique ampliamente las causas que provocan tal resultado. R: Cuando el núcleo de R. pipiens es implantado en la célula huevo de R. palustris el citoplasma interactúa con el núcleo; en el citoplasma esta activa la DNA polimerasa y esta interactúa con el núcleo de R. pipiens para que se lleve a cabo la replicación del DNA y se pueda dividir. Se lleva a cabo la segmentación y da como resultado una celoblástula tardía “hibrida” pues en cada blastómero tenemos núcleo de pipiens y citoplasma de palustris, se establece la relación núcleo citoplasma sin embargo el núcleo no replica el DNA completo ya que la DNA polimerasa que se encuentra en el citoplasma es especie especifica de palustris por lo que no reconoce toda la cadena del DNA de pipiens y solo se replican fragmentos de las secuencias que la DNA polimerasa reconoce y cuando llega a blástula tardía con información incompleta y al pasar a gastrulación cuando se quiera llevar a cabo la sistesis de nuevos RNA´s no podrá hacerlo pues su información estará incompleta por lo tanto no expresará el genoma propia del embrión y muere. Pero en el experimento especifica que tenemos el huevo en un medio con actinomicina D en este caso durante la segmentación no le afectará pues utiliza la información materna almacenada en el citoplasma durante pre y vitelogénesis entonces lleva a cabo la segmentación completa y llega hasta blástula tardía pero al pasar a gastrulación no podría continuar pues la actinomicina D inhibe la síntesis de RNA por lo que no se expresaría la información propia del embrión y moriría bloqueado en blástula tardía. 5.- Diga que resultado se obtiene al dividir en tres porciones el tallo de A. mediterránea e implantar la porción basal en un rizoide de A. crenulata que se coloca inmediatamente en un medio con Actinomicina D. Explique las causas que provocan tales resultados. R: El factor morfogenético que regenera la umbela que se encuentra almacenado en el tallo de A. mediterránea se encuentra en gradiente, con una mayor concentración en la parte apical y menor en la parte basal. La actinomicina D impide que se sintetice RNA en el núcleo del rizoide de A. crenulata, entonces deja de sintetizar el factor que haría regenerar la umbela de crenulata, por lo que esta no se expresa. Los resultados serían:

La porción del tallo apical con rizoide de A. crenulata regeneraría una umbela normal de A. mediterránea La porción del tallo medio con rizoide de A. crenulata regeneraría una umbela de menor tamaño de A. mediterránea La porción del tallo basal con rizoide de A. crenulata regeneraría una umbela muy pequeña y poco diferenciada de A. mediterránea. Solo regenerarían una vez ya que en esta regeneración se terminaría el factor morfogenético almacenado en el tallo de A. mediterránea.