segmentaci�n en embriones - Beardsley - lectura 53
LECTURA 53
SEGMENTACION EN EMBRIONES -
Los geneticistas han usado
la mosca del vinagre, Drosophila, como objeto de estudios durante
60 a�os. Utimamente le est� brindando a los bi�logos expertos en desarrollo,
servicios tan valiosos como los que antes ha brindado a dichos geneticistas. En
la d�cada del 80 los investigadores han logrado armar una visi�n muy
completa del interjuego de genes durante las primeras etapas del desarrollo
del embri�n de la mosca del vinagre.
El adulto se divide en 17 segmentos, algunos de los cuales muestran
ap�ndices tales como alas o patas. Las c�lulas embrionarias se parecen
fuertemente entre ellas. Sin embargo, si se retira una c�lula de
un sitio dado y se la coloca entre otras que no le corresponde tener
de vecinas, forma estructuras relacionadas con el segmento al cual
pertenec�a originalmente. El caso m�s famoso (1983) es el gen Antennapedia,
uno de los genes home�ticos, cuyo resultado es que las moscas tienen
patas donde tendr�an que estar las antenas. (Incidentalmente, este
tipo de genes se denomina homeobox pues tiene una estructura repetida
ya identificada). Esta observaci�n prueba que las c�lulas est�n programadas
desde edad temprana para formar estructuras apropiadas para un segmento
espec�fico.
Durante el desarrollo celular temprano, un conjunto de genes se exterioriza
a trav�s de prote�nas que forman una serie de bandas visibles si se
las sujeta a coloraci�n histol�gica. Las bandas dividen al embri�n
en segmentos. En la madre hay huevos y c�lulas ni�eras. El proceso
tiene su origen en el huevo. Junto a �l hay c�lulas ni�eras que le
introducen, por secreci�n, RNA del gen denominado bicoide. Ese RNA
queda atrapado en uno de los dos extremos del huevo, que ahora queda
marcado. El RNA es procesado por la maquinaria existente en la c�lula
y su resultado (su traducci�n) es la prote�na bicoide. Las
mol�culas empiezan a difundir despacio (son de alto peso molecular)
hacia el extremo opuesto. En paralelo, otras c�lulas ni�eras le proveen
al huevo, en dicho extremo opuesto, el RNA de otro gen distinto. Se
lo llama nanos, y el RNA mensajero difunde hacia la marca inicial.
La prote�na bicoide avanza y estimula, por una mezcla de activaci�n
(1) y de represi�n (0), al juego de genes denominados genes de brechas,
que ser�n los primeros de todos los genes del embri�n que han de participar
en la formaci�n de patrones. El primer patr�n es una franja muy ancha
de hunchback, una segunda menor de krips, otra tercera tambien menor
que las anteriores, de Kr�ppel, y una cuarta que ti�e lo mismo que
la primera y es as� de nuevo hunchback. Son las distintas brechas
o franjas. Estos mismos nombres reciben los genes encendidos (1)
de cada sector. Si se altera o muta a la prote�na bicoide, cambia
tambien el resultado de la expresi�n en prote�nas de los genes de
brecha.
El ballet sigue as�: 7 franjas que se solapan parcialmente dan origen
a 14 franjas de franjas pares e impares (respectivamente, omitidas
- pares y fushi tarazu). Luego emergen 14 franjas muy estrechas de
"engrailed". Cada franja tiene activados (1) genes diferentes a las
vecinas. Con ellos se activan otros genes para producir las estructuras
especializadas t�picas de cada segmento.
Mientras sucede todo lo explicado, aparece una jerarqu�a de divisiones
en la direcci�n dorsal-ventral del embri�n. Es un proceso crucial
para obtener los diferentes tejidos requeridos. Este nuevo proceso
va presentando un cierto gradiente en la concentraci�n del producto
del gen dorsal, que se estima trabaja a la manera de la prote�na bicoide.
Otros dos genes se expresan en el eje dorsal-ventral, en regiones
espec�ficas.
Algunos de los genes del desarrollo tienen productos que se oponen
unos a otros; en otros casos los productos parecen operar de buen
acuerdo.
Muchos genes se autorregulan. Una vez encendidos, no se apagan hasta
que algo interfiera. Algunos, por ejemplo, los genes omitidas-pares,
realizan tareas diferentes con el pasar del tiempo, tal como esos
actores que en la misma obra teatral representan a diferentes personajes.
Los bi�logos que trabajan con otros organismos indican que las moscas
del vinagre son desusadas en el sentido que sus c�lulas se forman
tard�amente, lo cual permite que las prote�nas como la bicoide tengan
tiempo de generar gradientes de concentraci�n. Se les argumenta que
esas otras c�lulas pueden generar condiciones parecidas o equivalentes
a una concentraci�n de prote�nas, por el recurso de absorber progresivamente
menores cantidades de esos tipos de prote�nas. "Los gradientes deben
funcionar tambi�n en animales superiores."
Tim BEARDSLEY, Smart Genes, en Scientific American, agosto 1991,
Vol 265, No 2 ,p.73
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