Organogénesis

organogénesis es la fase del desarrollo embrionario que comienza al final de la gastrulación y continúa hasta el nacimiento. Durante la organogénesis, las tres capas germinales formadas a partir de la gastrulación (ectodermo, endodermo y mesodermo) forman los órganos internos del organismo.

Las células de cada una de las tres capas germinales se diferencian, un proceso en el que las células menos especializadas se vuelven más especializadas mediante la expresión de un conjunto específico de genes. La diferenciación celular está impulsada por cascadas de señalización celular. La diferenciación está influenciada por señales extracelulares, como factores de crecimiento, que se intercambian con células adyacentes, lo que se denomina señalización yuxtracrina, o con células vecinas en distancias cortas, lo que se denomina señalización paracrina. Las señales intracelulares (una célula que se comunica a sí misma (señalización autocrina)) también desempeñan un papel en la formación de órganos. Estas vías de señalización permiten la reordenación celular y aseguran que los órganos se formen en sitios específicos dentro del organismo. El proceso de organogénesis se puede estudiar utilizando embriones y organoides.

Órganos producidos por las capas germinales

El endodermo es la capa germinal más interna del embrión que da origen a los órganos gastrointestinales y respiratorios mediante la formación de revestimientos epiteliales y órganos como el hígado, los pulmones y el páncreas. El mesodermo o capa germinal media del embrión formará la sangre, el corazón, los riñones, los músculos y los tejidos conectivos. El ectodermo o capa germinal más externa del embrión en desarrollo forma la epidermis, el cerebro y el sistema nervioso.

Mecanismo de formación de órganos

Si bien cada capa germinal forma órganos específicos, en la década de 1820, el embriólogo Heinz Christian Pander descubrió que las capas germinales no pueden formar sus respectivos órganos sin las interacciones celulares de otros tejidos. En los seres humanos, los órganos internos comienzan a desarrollarse entre 3 y 8 semanas después de la fertilización. Las capas germinales forman órganos mediante tres procesos: pliegues, divisiones y condensación. Los pliegues se forman en la lámina germinal de células y generalmente forman un tubo cerrado que se puede ver en el desarrollo del tubo neural de los vertebrados. Pueden formarse divisiones o bolsas en la lámina germinal de células formando vesículas o alargamientos. De esta manera pueden desarrollarse los pulmones y las glándulas del organismo.

Un paso principal en la organogénesis de los cordados es el desarrollo de la notocorda, que induce la formación de la placa neural y, en última instancia, del tubo neural en el desarrollo de los vertebrados. El desarrollo del tubo neural dará origen al cerebro y a la médula espinal. Los vertebrados desarrollan una cresta neural que se diferencia en muchas estructuras, incluidos huesos, músculos y componentes del sistema nervioso central. La diferenciación del ectodermo en cresta neural, tubo neural y ectodermo de superficie a veces se denomina neurulación y el embrión en esta fase es la neurula. El celoma del cuerpo se forma a partir de una división del mesodermo a lo largo del eje somita.

Organización vegetal

En las plantas, la organogénesis ocurre continuamente y solo se detiene cuando la planta muere. En el brote, los meristemas apicales del brote producen regularmente nuevos órganos laterales (hojas o flores) y ramas laterales. En la raíz, se forman nuevas raíces laterales a partir de tejido interno débilmente diferenciado (por ejemplo, el periciclo xilema-polo en la planta modelo Arabidopsis thaliana). In vitro y en respuesta a cócteles específicos de hormonas (principalmente auxinas y citoquininas), la mayoría de los tejidos vegetales pueden desdiferenciarse y formar una masa de células madre totipotentes en división llamada callo. Luego puede ocurrir la organogénesis a partir de esas células. El tipo de órgano que se forma depende de las concentraciones relativas de hormonas en el medio. La organogénesis vegetal puede inducirse en cultivos de tejidos y utilizarse para regenerar plantas.