UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE HIDALGO INSTITUTO DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIAS AREA ACADEMICA DE BIOLOGIA LICENCIATURA EN BIOLOGIA Nombre: Angélica Huerta Pioquinto Asignatura: Biología de desarrollo Genética del desarrollo La biología del desarrollo, abarca o engloba el conocimiento de muchas otras disciplinas de la biología, como por ejemplo, la embriología, genética, bioquímica, biología molecular, fisiología celular, y biofísica. El objetivo, es proporcionar una explicación molecular de los procesos del desarrollo, para explicarlo, existe la teoría de la actividad genética variable, considerada inicialmente por Thomas H. Morgan en 1934, y propuesta por Edgar y Ellen Stedman y Alfred Mirsky, esta se basa en que determinados genes se transcriben activamente en cualquier tipo de células, determinando cualitativamente el estado diferenciado que esta asume. Cada celula contiene el genoma completo y la transcripción diferencial de genes seleccionados controla el desarrollo y la diferenciación de la celula. Transcripción diferencial en el desarrollo de procariotas En procariotas, el modelo de investigación mas adecuado es el estudio de la esporulación, la cual se trata un suceso genéticamente complejo, que implica mas de 80 genes y múltiples niveles de control, de los cuales el transcripcional, implica factores que controlan la expresión génica. los genes que forma a las esporas se denominan genes spo, estos poseen factores sigma, estos, son proteínas de unión al DNA, que reconocen grupos de secuencias de DNA, situadas corriente arriba de los promotores, los genes que codifican los factores sigma son reguladores que determinan el tipo celular y controlan la transcripción de otros genes. Transcripción diferencial en el desarrollo de eucariotas Ciertas pruebas sugieren que el citoplasma ejerce influencia en el material genético de distintas células, provocando al transcripción diferencial en momentos específicos del desarrollo. Los productos genéticos sintetizados por el zigoto alteran el citoplasma de cada célula, produciendo ambientes celulares que conducirán a la activación de otros genes, el desarrollo prosigue y se produce la diferenciación, producida por una serie de estadios en la que se fija el destino y desarrollo especifico de las celulas. Equivalencia del genoma Siguiendo el principio de la actividad genética variable, en el que las células contienen el genoma completo de la especie, un núcleo se considera totípotente, y por tanto es capaz de genera un organismo completo bajo condiciones apropiadas, para demostrarlo, Hans Spermann, Robert Briggs y Thomas King realizaron experimentos en los que se extrajo el núcleo de células diferenciadas y transplantadas en células embrionarias, y bajo condiciones apropiadas fue posible continuar el desarrollo embrionario. Con esto se infiere que las células contienen una copia del genoma completo y las los genes de las células especializadas que se encuentran reprimidos y pueden reactivarse. los genes selectores especifican la identidad y destino de cada segmento Genes de efecto materno y esquema corporal básico en Drosophila Estos genes se utilizan durante los estadios iniciales del desarrollo y regulan la expresión de los genes zigóticos. la proteína de bunchback estimula la transcripción de los genes que forman la cabeza. el mas importante es bicodi . cuando estos migran se inicia un programa de expresión génica. En le citoplasma del huevo se encuentra una serie de gradientes moleculares. tórax. hay dos alternativas presentes. cada punto de decisión es binario. los productos génicos activan o reprimen la expresión de los genes zigóticos Genes zigóticos: codifican proteínas producidas por el propio embrión y se transcriben después de la fecundación. los mutantes de este gen no tuenen cabeza ni estructuras torácicas. que se forman a partir de sacos huecos de células. el tamaño y la polaridad de cada segmento. cada segmento se forma por los descendientes de células reservadas en la embriogénesis e incorporadas por discos marginales. la pupa y el adulto. para formar la región terminal del embrión. Otro ejemplo son los genes myoD que controlan la formación de células musculares Genética del desarrollo en Drosophila El desarrollo en Drosophila consta de diferentes fases: el embrión. receptores y proteínas. tres estados larvarios. producido después de la fecundación. mientras que la parte posterior se forma por la acción de la proteína nanos. la proteína de bicodi determina el patrón espacial de la expresión del gen bunchback. Existen genes de segmentación zigóticos dividen al embrión en una serie de bandas o segmentos y definen el numero. denominados ced9. que formaran partes especificas del cuerpo adulto. es una clase de genes conmutadores que llevan a una celula a la muerte programada. codifican factores de transcripción. y presentan anormalidades en los primeros cuatro segmentos abdominales. se determina si la celula formara parte de la porción anterior o posterior Análisis genético de la embriogénesis Los genes que controlan del desarrollo embrionario se agrupan en dos clases: Genes de efecto materno: sus productos genéticos se depositan en el huevo y se distribuyen en regiones especificas. Grupos genéticos posterior y terminal El genipa materno transcribe el gen nanos. Muchos de los genes zigóticos se transcriben en patrones que dependen de la distribución de las proteínas de efecto materno. . y abdominales. El cuerpo adulto se compone de cabeza. Se agrupan en tres clases: anterior. es necesario el producto genético de torso. Un ejemplo muy claro de esto. De los genes de la porción anterior. segmentos torácicos. asegurando la expresión de los genes que forman el abdomen. que permite la expresión de los genes que forman las estructuras terminales. posterior y terminal. esta proteína actúa evitando la traducción de cualquier RNA de bunchback. que desempeñan la función de establecer el destino de del desarrollo de los núcleos. Después de que se forma el blastómero el embrión se organiza en una serie de segmentos. controla la formación de estructuras posteriores en el embrión. y reprime la actividad de los genes que forman el abdomen.Genes conmutadores binarios Como parte de las restricciones progresivas del desarrollo determinados genes actúan de puntos conmutadores disminuyendo el numero de rutas de desarrollo alternativo. y la acción del gen programa a la celula para que sigua uno de estos caminos. Los genes terminales controlan la formación del eje anteroposterior. que es común en nematodos y en humanos. dentro de estos. elegans Las células influencian patrones transcripcionales y el desarrollo de las células vecinas. controla la identidad dentro de cada uno. el segundo estadio de L3 la celula de anclaje interacciona con las células Pn. polycomb. existen tres niveles de interacción.Genes zigóticos y formación de los segmentos Se activan o se reprimen según el gradiente posicional de los productos de genes de efecto materno. una y otra vez en el desarrollo de los organismos. la activación de los genes selectores esta controlada por los genes gap y por los genes de la regla par. Interacciones célula-célula en el desarrollo e C. dividiéndolo en 14 segmentos. dividen al embrión en segmentos al lo largo del eje antero posterior. super sex combs. . estos genes controlan la expresión de los genes de la regla par Genes de la regla par: dividen las amplias regiones en otras. hermafrodita(XX) o macho(X0) Durante el desarrollo de C. El ciclo biológico de C. dentro de las cuales se especificaran el tipo de segmentos que formaran. Genes de la polaridad segmental: activan una banda de células dentro de cada segmento. las mutaciones de estos genes producen fenotipos letales. elegans. pudiendo tener dos sexos. elegans. consiste en n estadio embrionario. los genes zigóticos se clasifican según su fenotipo mutante: Genes Gap: los productos genéticos de bicodi y otros genes de efecto materno activan o inactivan la transcripción de estos genes. establecen los limites de los segmentos y el destino del desarrollo de las células dentro de cada segmento.p para establecer la celula precursora de la vulva y poscelulas secundarias Las interacciones célula-célula. primero dos células vecinas interaccionan en la fase L2 para establecer la identidad de la celula de anclaje. estos genes dividen al embrión en una serie de regiones amplias. trithorax. se expresan en bandas o líneas estrechas en los núcleos alrededor del embrión. actúan en cascada espacial y temporal. célula-célula para especificar la ruta de desarrollo que conduce a la formación de la vulva. algunos de estos genes son: extra sex combs. los genes de segmentación se expresan tan pronto se establece el gradiente de bicodi. extendiéndose alrededor del embrión. Genes selectores Determinan las estructuras que se formaran en cada segmento (los mutantes de este gen se determinan mutantes homeóticos). cuatro estados larvarios y el estadio adulto. para establecer el destino de desarrollo de células individuales.