¿Cómo se codifican las redes neuronales en el ADN? [cerrado]

El sistema nervioso central, así como el cerebro->músculos y células sensoriales->vías nerviosas cerebrales, necesitan estar conectados con precisión para que la vida sea posible . Además, están cableados casi exactamente de la misma manera para los individuos de una misma especie (animal, hombre, insectos, etc.).

Esta información, por lo tanto, debe estar codificada de alguna manera en el ADN.

Nunca he oído hablar de ningún estudio o teoría sobre cómo sería esto posible, solo sobre cómo se codifican las proteínas, y no pude encontrar ninguna información sobre este tema (aunque no soy biólogo).

Me gustaría tener una idea amplia de lo que se sabe actualmente sobre la construcción de este tipo de redes, es decir, no una explicación detallada, sino más bien hechos y referencias.

  • ¿Cómo se codifica la información sobre las conexiones neuronales en el ADN?

por ejemplo, ¿existen genes relacionados con las neuronas (por ejemplo, que codifican neurotransmisores)? ¿El código de ADN para conexiones neuronales precisas? ¿Se puede vincular el desarrollo de partes específicas del cerebro con partes específicas del ADN? ¿Cómo sabe una neurona a partir del ADN a qué neurotransmisor es sensible?

  • ¿Cómo se establecen las conexiones entre neuronas específicas?

por ejemplo, ¿cómo un axón sabe dónde establecer entregar un potencial? ¿Cómo puede el final de un axón moverse al lugar correcto?

Una pequeña nota sobre la semántica: la ciencia no sabe nada. Los humanos saben cosas; la ciencia no es más que conocimiento humano.
Esta pregunta es amplia. La base genética de los instintos en sí es una cuestión amplia y es algo que aún no está dilucidado. Por lo tanto, le sugiero que centre su pregunta en un instinto específico o en una vía neuronal. También debe leer sobre los genes Hox y su efecto en el patrón embrionario temprano. Sería difícil explicar el nivel de complejidad que está preguntando sin conocer los primeros eventos del desarrollo. En resumen, a medida que se escribe la pregunta, uno puede escribir un libro completo que aún no respondería la pregunta por completo.
Hola WYSIWYG, no tengo los antecedentes relevantes para hacer preguntas específicas sobre vías neuronales específicas como sugeriste. Sin embargo, creo que es una pregunta interesante y cualquier información es bienvenida. No estoy buscando un libro de respuestas largas ni una descripción precisa de todos los mecanismos involucrados, sino tener una idea aproximada de lo que está sucediendo y cuánto se sabe al respecto.
@Nicolas La edición es buena, pero todavía no estoy seguro de lo que quiere saber en una respuesta clara y sucinta. Con respecto a sus viñetas 1. Las redes están por encima del nivel celular, la genética subyacente funciona a nivel de proteína. Describir una instrucción genética para redes requeriría un esfuerzo monumental por parte de un respondedor. 2. Esto es más fácil de responder, pero aun así tomaría mucho esfuerzo responder y solo para la mitad de la pregunta. Considere repensar esta pregunta y volver a enviarla como una nueva pregunta por sí misma.
Hola buena salsa. Entiendo la preocupación. Sin embargo, es un poco de limbo: la pregunta es sobre la codificación de la conexión neuronal en el ADN, que dices que no se puede responder. Sobre el segundo punto, lo veo ligado al primero: cómo se explota la información del adn para construir la conexión. Volví a centrar la pregunta en las conexiones punto a punto.
HHMI Biointeractive tiene toda una serie de recursos sobre biología del desarrollo . Este subtema trata específicamente de la Neurociencia y el desarrollo neuronal. Hay algunos estudios de casos, pero también hay algunos recursos de información básicos.

Respuestas (1)

Aquí hay al menos un artículo que describe algo de lo que se sabe sobre el desarrollo de la red neuronal en Caenorhabditis elegans.

http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1001044

Menciona al menos un gen relevante.

"Existe evidencia que muestra que varias moléculas de guía como Netrin y Nerfin-1 se expresan en las primeras etapas de desarrollo. Netrin es una proteína involucrada en la guía axonal en vertebrados e invertebrados [21], [22], [23] y se sabe específicamente que influye en los primeros eventos de búsqueda de rutas [23], [24], [25] Nerfin-1, que pertenece a una familia altamente conservada de proteínas de dedo de Zn, se encuentra expresada transitoriamente en precursores de neuronas y juega un papel en Los estudios que involucran neuronas pioneras en el sistema nervioso central de Drosophila melanogaster han demostrado que Nerfin-1, cuya expresión está regulada espacial y temporalmente [25], es esencial en la guía axonal temprana".

También puede tener mucho en el artículo de Wikipedia llamado "Development_of_the_nervous_system_in_humans"

Un dato interesante es que C. elegans tiene 20 000 genes, 302 neuronas y unas 5000 sinapsis químicas, 2000 uniones neuromusculares y unas 500 uniones comunicantes. En los seres humanos hay un estimado de 20 000-25 000 genes en los seres humanos, alrededor de 85 mil millones de neuronas y 100 billones de sinapsis.

Sin embargo , este extracto de http://www.tandfonline.com/doi/full/10.3109/0954898X.2011.638968 explica esta aparente paradoja

"Los estudios en una variedad de especies sugieren que las similitudes fundamentales, en las características espaciales y topológicas, así como en los mecanismos de desarrollo para la formación de redes, se conservan a lo largo de la evolución. escala, asegurando un procesamiento eficiente y resiliencia a cambios internos (p. ej., lesiones) y externos (p. ej., ambientales). Además, en la mayoría de las especies, incluso el establecimiento de centros, conexiones de largo alcance que unen componentes distantes y una organización modular, se basa en mecanismos similares ."

Gracias por tu respuesta. Entiendo que la migración de neuronas es una parte importante del proceso, que las conexiones de larga distancia se establecen desde el principio y que los centros neuronales también se desarrollan desde el principio. ¿Se sabe si los mecanismos de migración usan señales idénticas para cada neurona o si difieren mucho de una neurona a otra? Desafortunadamente no puedo acceder al segundo artículo que no es de acceso abierto. ¿Recomendaría algún artículo específicamente sobre la codificación en el ADN?
No tengo una descripción general muy detallada de todos los mecanismos de migración, pero creo que básicamente hay algunos. Aquí hay un artículo que puede resultarle interesante med.nyu.edu/dasenlab/assets/publications/Neuron_Review_2013.pdf
No estoy seguro de si está permitido escribir aquí, pero generalmente uso sci-hub.io si hay un artículo de paywall al que no puedo acceder.
¿Cómo se codifican las redes neuronales en el ADN? [cerrado]
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