Concetti Chiave
- La colonna vertebrale umana è composta da vertebre cervicali, toraciche, lombari, sacrali e coccigee, con possibilità di mutazioni che influenzano la loro identità e funzione.
- Le mutazioni omeotiche possono causare anomalie nello sviluppo degli arti, come polidattilia, a causa di variazioni nei geni come HOXd13.
- La fusione di embrioni nei primati permette di ottenere scimmie chimere, ma la totipotenza si perde a un passo critico nella divisione cellulare.
- Il processo di differenziazione cellulare inizia allo stadio di morula, dove le cellule inizialmente uguali diventano pluripotenti in base alla loro posizione.
- Le cellule esterne della morula daranno origine al trofoblasto, mentre quelle interne si differenzieranno in ectoderma, mesoderma ed endoderma, formando i vari tessuti.
Qual è la struttura della colonna vertebrale?
La colonna umana ha 7 vertebre cervicali, 12 pretoraciche (con coste), 5 lombari, 5 sacrali e le vertebre coccigee (4 o 5) fuse a formare il coccige, memoria evolutiva della coda. Capita di osservare una coppia di coste cervicali, può infatti verificarsi una mutazione che va a cambiare l'identità dell'ultima vertebra cervicale e la fa diventare toracica, quindi dotata di coste, oppure il tredicesimo paio di coste può non essere presente perché l'ultima vertebra toracica assume l'identità di vertebra lombare. La coppia di coste cervicali può non essere percepita come anche causare disturbi al sistema nervoso periferico dato che queste vanno a premere su un plesso neurale.
Altre mutazioni omeotiche possono dare problemi allo sviluppo dei segmenti terminali degli arti, come le mutazioni di HOXd13, che può dare polidattilia o sinpolidattilia.
Sviluppo embrionale nei primati
Si è ottenuta una scimmia chimera dalla fusione di due embrioni, 2 morule allo stadio di 4 cellule: l'esperimento di fusione di cellule totipotenti che possono generare un animale chimera fisiologicamente normale, però, nei primati funziona solo fino a questo stadio. la totipotenza dei blastomeri nei primati si perde quindi una divisione prima di quella dei mammiferi inferiori. Questo stadio di 8 cellule rappresenta però la linea di demarcazione oltre la quale inizia la differenziazione cellulare.
Processo di differenziazione cellulare
Allo stadio precoce di morula di 8 cellule, queste sono tutte uguali anche dal punto di vista morfologico, ma prima della divisione seguente, quella che porta a 16 cellule, abbiamo un processo che porta alla compattazione delle 8 cellule: si formano delle giunzioni tra le cellule e la loro posizione diventa fissa, determinando il differenziamento che avverrà allo stadio successivo. Quelle esterne infatti daranno origine al trofoblasto, quelle interne invece alla massa cellulare interna che si differenzierà in ectoderma, mesoderma ed endoderma, che daranno origine a tutti i vari tessuti; dallo stadio di 8 cellule, in base alla loro posizione, le cellule seguono quindi un destino diverso e predeterminato: da questo momento esse sono pluripotenti, non più totipotenti.
Domande da interrogazione
- Qual è la composizione della colonna vertebrale umana?
- Come avviene la fusione degli embrioni nei primati?
- Cosa accade durante il processo di differenziazione cellulare allo stadio di morula?
La colonna vertebrale umana è composta da 7 vertebre cervicali, 12 vertebre toraciche, 5 lombari, 5 sacrali e le vertebre coccigee, che possono essere 4 o 5 fuse a formare il coccige, un residuo evolutivo della coda.
Nei primati, la fusione di due embrioni può portare alla formazione di una scimmia chimera, ma questo processo è efficace solo fino allo stadio di 4 cellule, poiché la totipotenza dei blastomeri si perde prima della divisione che porta a 8 cellule, segnando l'inizio della differenziazione cellulare.
Durante il processo di differenziazione cellulare allo stadio di morula di 8 cellule, le cellule iniziano a compattarsi e a formare giunzioni, determinando la loro posizione fissa e il futuro differenziamento in trofoblasto e massa cellulare interna, che daranno origine a ectoderma, mesoderma ed endoderma.
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