Genética del desarrollo en Drosophila melanogaster

Genética del desarrolloLa genética del desarrollo es aquella parte de la genética que se especializa en la caracterización de las causas por las que los organismos se desarrollan de un modo particular, debido al impacto que ejerce la expresión de sus genes. Se interesa por el control genético del desarrollo temprano, de la morfogénesis, de la diferenciación celular, etc.

Experimentos de clonación¿. Cómo surgen los diferentes tipos de células? A lo largo del desarrollo, se pierden o se alteran selectivamente algunos genes, lo que determina que diferentes tipos de células tengan genomas diferentes

Década de 1950, Frederick C. Steward

Clonación de plantas (zanahoria)

1952, Robert Briggs y Thomas King

Clonación en ranas (Rana pipiens)

1996, Roslin Institute de Escocia

Clonación en mamíferos (Oveja Dolly)

Genética del desarrollo en Drosophila melanogaster

Desarrollo de Drosophila melanogaster

La mosca de la fruta posee tres porciones corporales básicas: cabeza, tórax y abdomen.Cuando un óvulo de Drosophila se ha fertilizado, su núcleo diploide inmediatamente se divide 9 veces sin division del citoplasma.

Luego, la membrana nuclear crece hacia adentro y alrededor de cada núcleo.

El embrión temprano luego sufre un desarrollo adicional a 3 estadios distintos.

1) Se establecen los ejes antero posterior y dorso ventral, se determina el número y la orientación de los segmentos del cuerpo (embrión de 2 horas)

2) Se determina el número y la orientación de los segmentos del cuerpo (embrión de 10 horas)

Genes de polaridad del huevo

Estadios del desarrollo temprano de Drosophila melanogaster y genes que controlan cada estadio

Estadio de desarrollo Genes

Establecimiento de los principales ejes del cuerpo

Genes de polaridad del huevo

Determinación del número y la polaridad de los segmentos del cuerpo

Genes de segmentación

Establecimiento de la identidad de cada segmento

Genes Homeóticos

Determinación del eje dorsoventralGenes clave que controlan el desarrollo del eje dorsoventral

en las Drosophila melanogaster y su acción

Gen Dónde se expresa Acción del producto del gen

Dorsal Ovario Afecta la expresión de genes como twist y decapentaplegic

Cactus Ovario Atrapa la proteína Dorsal en el citoplasma

Toll Ovario Altera la proteina dorsal y le permite disociarse de la proteina cactus e ingresar a los nucleos de las células ventrales

Twist Embrión Participa en el desarrollo de tejidos mesodérmicos

decapentaplégico Embrión Participa en el desarrollo de estructuras del intestino

Determinación del eje anteroposteriorAlgunos genes clave que determinan el eje

anteroposterior en Drosophila melanogaster

Gen Dónde se expresa Acción

Bicoid OvarioRegula la expresión de genes responsables de las estructuras anteriores; estimula a hunchback

Nanos OvarioRegula la expresión de genes responsables de las estructuras posteriores; inhibe la traducción del mRNA de hunchback

Hunchback EmbriónRegula la transcripción de los genes responsables de las estructuras anteriores.

Genes de segmentaciónLos genes de segmentación controlan la diferenciación del embrión en segmentos individuales. Estos genes afectan el número y la organización de los segmentos y sus mutaciones alteran juegos enteros de segmentos.

Los genes gap afectan secciones grandes del embrión, los genes de la regla del par afectan segmentos alternados y los genes de polaridad segmentaria afectan la polaridad de los segmentos.

Genes de segmentaciónGenes de segmentación y los efectos de sus mutaciones

Clase de gen Efecto de las mutaciones Ejemplos de genes

Genes gapAnula los segmentos adyacentes

Nuchback, Krüppel, knirps, giant, tailless

Genes de la regla del parAnula la misma parte del patrón en segmentos alternados

Runt, hairy, fushi, tarazu, even paired, odd paired, skipped, sloppy, paired, odd skiped

Genes de la polaridad de la segmentación

Afecta la polaridad de los segmentos, parte del segmento es reemplazada por una imagen en espejo de parte de otro segmento

Engrailed, wingless, gooseberry, cubitus, interrüptus, patched, hedgehod, dishheveled, costal – 2, fused

Genes homeóticos

Los genes homeóticos determinan la identidad de los segmentos individuales. Los ojos normalmente surgen solo en el segmento de la cabeza, en tanto las patas solo se desarrollan en los segmentos torácicos.

Las mutaciones en los genes homeóticos causan que partes del cuerpo aparezcan en los segmentos erróneos.

Antena normal de tipo salvaje

Mutación homeótica

Antennapedia

Mutación homeótica bithorax

Mutación en el gen eyeless

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