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Genética 2014

Genética 2014. PARTE IV: DINAMICA Y EVOLUCIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO Teórica 13 Genética y Desarrollo. El complejo programa de desarrollo. Ejes ?. La determinación de los EJES corporales. Nos basaremos en estudios en Drosophila Melanogaster:. Genes implicados en el desarrollo

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Genética 2014

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Presentation Transcript

  1. Genética 2014 PARTE IV: DINAMICA Y EVOLUCIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO Teórica 13 Genética y Desarrollo

  2. El complejo programa de desarrollo.

  3. Ejes ?

  4. La determinación de los EJES corporales. Nos basaremos en estudios en Drosophila Melanogaster:

  5. Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster Genes maternos: crean gradiente citoplasmático en el huevo y su origen es materno • Morfógenos bicoid: segmentos anteriores • Morfógenos nanos: segmentos posteriores

  6. Algunas proteínas se expresan más en el polo ANTERIOR. Algunas proteínas se expresan sólo en el polo ANTERIOR o POSTERIOR.

  7. Algunas proteínas se expresan más en la zona VENTRAL. Los genes que determinan estas partes son llamados genes GAP

  8. Drosophila está compuesta por segmentos.

  9. Genes de segmentación (aprx. 20): determinan el número y la organización de los segmentos • Genes gap: regiones del embrión • Genes regla de pares (pair-rules): definen pares de segmentos • Genes de polaridad de segmento: definen segmentos individuales

  10. Mutaciones en estos genes tienen gran impacto en el fenotipo. Mutaciones en genes GAP Mutaciones en PAIR RULE genes Mutaciones en segment polarity genes

  11. Cómo surgen de estos segmentos las alas, patas y antenas?

  12. Genes Homeóticos: Ubx Genes homeóticos: determinan la identidad de los segmentos. Se descubrieron a partir del estudio de mutantes homeóticos. Mutante Ubx

  13. Gen homeótico Antp: Mutante Antennapedia

  14. HOMEOSIS • Homeosis o transformación homeótica es el desarrollo de una parte del cuerpo con el fenotipo correspondiente a otra parte.

  15. Resumen: Genes maternos Genes GAP Genes pair rule Genes segment polarity Genes homeóticos

  16. Los genes homeóticos están altamente conservados y tienen función de factores de transcipción. Genes homeóticos: Secuencia reguladora característica denominada homeobox -> Sec. DNA 180 pb, determinan sitios de unión DNA (motivo hélice-giro-hélice). Muy conservado entre especies • Complejo Antennapedia: grupos de genes homeóticos que controlan la identidad de los segmentos anteriores • Complejo bithorax: grupos de genes homeóticos que controlan la identidad de los segmentos posteriores

  17. ¿Qué tipo de proteínas codifican los genes homeóticos? • El producto de los genes homeóticos son proteínas reguladoras de genes. Los genes homeóticos tienen una secuencia muy conservada la llamada caja homeótica (homeobox), que en la proteína da origen a una región llamada homeodominio, cuya función consiste en reconocer y unirse a secuencias de DNA en los genes subordinados. • Las proteínas con homeodominios activan o reprimen la expresión de los genes subordinados.

  18. … qué regulan los genes homeóticos? • En la drosófila existe un gen homeótico que dirige la formación del ojo, para lo cual debe regular la expresión de alrededor de los 2500 genes que codifican a las proteínas que dan estructura y función al ojo. • De esta manera un solo gen homeótico funciona como un gen maestro capaz de controlar toda la cascada de eventos necesarios para el desarrollo de una estructura tan compleja como el ojo.

  19. La expresión ectópica del gen homeótico eyeless produce la formación de las estructuras del ojo en una pata de Drosophila

  20. … Homologías • Los genes homeóticos inicialmente identificados en la drosófila han sido encontrados posteriormente en vertebrados y en numerosos otros invertebrados. • Cuando se comparan los genes homeóticos de la mosca con los del ratón se encuentran grandes homologías de secuencias.

  21. Conservacion evolutiva de los genes homeóticos (Hox)

  22. Esto hace pensar que durante la evolución los insectos y los vertebrados heredaron genes homeóticos desde un ancestro común. • Esto explicaría el patrón de organización ampliamente difundido que se observa en un gran número de especies, donde los órganos y los aparatos principales aparecen distribuidos en tres ejes depolaridad: el eje antero-posterior, el eje dorso-ventral y el eje derecha izquierda.

  23. Esta organización es compartida por todos los vertebrados: aves, anfibios, reptiles, y mamíferos. • El hecho de que estos genes compartan una secuencia llamada caja homeótica (homeobox) sugiere que el mecanismo que determina la cabeza, el tronco y la cola pueden haber surgido una sola vez en la evolución.

  24. Los genes homeóticos se encuentran en clusters y la orientación en el cromosoma coincide con el orden de los segmentos en los que son expresados.

  25. Filogenia genes Hox

  26. El programa de desarrollo en animales es ancestral y altamente conservado. En escencia, un mamífero, un gusano y una mosca – 3 organismos muy diferentes fenotípicamente- son armados con los mismos bloques de construcción y sistemas de regulación..

  27. Cambios en la expresión de genes Homeóticos puede ayudar a explicar la evolución

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