segmentación 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 años. Utimamente le está brindando a los biólogos expertos en desarrollo,
servicios tan valiosos como los que antes ha brindado a dichos geneticistas. En
la década del 80 los investigadores han logrado armar una visión muy
completa del interjuego de genes durante las primeras etapas del desarrollo
del embrión de la mosca del vinagre.
El adulto se divide en 17 segmentos, algunos de los cuales muestran
apéndices tales como alas o patas. Las células embrionarias se parecen
fuertemente entre ellas. Sin embargo, si se retira una célula 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
pertenecía originalmente. El caso más famoso (1983) es el gen Antennapedia,
uno de los genes homeóticos, cuyo resultado es que las moscas tienen
patas donde tendrían que estar las antenas. (Incidentalmente, este
tipo de genes se denomina homeobox pues tiene una estructura repetida
ya identificada). Esta observación prueba que las células están programadas
desde edad temprana para formar estructuras apropiadas para un segmento
específico.
Durante el desarrollo celular temprano, un conjunto de genes se exterioriza
a través de proteínas que forman una serie de bandas visibles si se
las sujeta a coloración histológica. Las bandas dividen al embrión
en segmentos. En la madre hay huevos y células niñeras. El proceso
tiene su origen en el huevo. Junto a él hay células niñeras que le
introducen, por secreción, 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 célula
y su resultado (su traducción) es la proteína bicoide. Las
moléculas empiezan a difundir despacio (son de alto peso molecular)
hacia el extremo opuesto. En paralelo, otras células niñeras 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 proteína bicoide avanza y estimula, por una mezcla de activación
(1) y de represión (0), al juego de genes denominados genes de brechas,
que serán los primeros de todos los genes del embrión que han de participar
en la formación de patrones. El primer patrón es una franja muy ancha
de hunchback, una segunda menor de krips, otra tercera tambien menor
que las anteriores, de Krüppel, y una cuarta que tiñe lo mismo que
la primera y es así 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 proteína bicoide, cambia
tambien el resultado de la expresión en proteínas de los genes de
brecha.
El ballet sigue así: 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 típicas de cada segmento.
Mientras sucede todo lo explicado, aparece una jerarquía de divisiones
en la dirección dorsal-ventral del embrión. Es un proceso crucial
para obtener los diferentes tejidos requeridos. Este nuevo proceso
va presentando un cierto gradiente en la concentración del producto
del gen dorsal, que se estima trabaja a la manera de la proteína bicoide.
Otros dos genes se expresan en el eje dorsal-ventral, en regiones
específicas.
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 biólogos que trabajan con otros organismos indican que las moscas
del vinagre son desusadas en el sentido que sus células se forman
tardíamente, lo cual permite que las proteínas como la bicoide tengan
tiempo de generar gradientes de concentración. Se les argumenta que
esas otras células pueden generar condiciones parecidas o equivalentes
a una concentración de proteínas, por el recurso de absorber progresivamente
menores cantidades de esos tipos de proteínas. "Los gradientes deben
funcionar también en animales superiores."
Tim BEARDSLEY, Smart Genes, en Scientific American, agosto 1991,
Vol 265, No 2 ,p.73
Previo
segmentación en embriones - Beardsley - lectura 53