estudios

Calvin Bridges, uno de los estudiantes de Thomas H. Morgan, observó en 1915 una mutante (conocida como bithorax) de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster que le llamó la atención. En dicha mosca los halterios (estructuras necesarias para la estabilización del vuelo) estaban transformados en alas. A este tipo de mutación se le llamó homeótica, esto es, una malformación que sustituye elpatrón de una región del genoma, la cual cambia de tal forma que ahora se parece mucho a otra. Las mutaciones homeóticas muestran así que hay genes que pueden controlar las diferentes regiones del genoma que determinan las estructuras de un organismo, por lo que éstas producen considerables transformaciones anatómicas que, en el caso de la mosca, pueden consistir en la formación de alas en lugar dehalterios o de patas en lugar de antenas. Para muchos biólogos, este tipo de transformaciones ha tenido un papel importante en la evolución de nuevos grupos de animales.

La mosca mutante identificada por Bridges fue olvidada por muchos años, y no fue sino hasta 1946, cuando Edward Lewis comenzó a trabajar con el complejo bithorax, que nuevamente se le dio importancia al estudio de lastransformaciones homeóticas. El trabajo de Lewis mostró que el complejo bithorax actúa durante el desarrollo de la mosca determinando el patrón característico de algunas de las estructuras presentes en el individuo adulto. Mostró que estos genes trabajan localmente en grupos de células para regular el establecimiento de dicho patrón de diferenciación. Gracias a este trabajo pionero con genes homeóticos,Edward Lewis obtuvo el premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1994.

En Drosophila los genes homeóticos están organizados en complejos y su función y regulación durante el desarrollo es asimismo complicada. Para entender cómo funcionan estos genes es importante conocer cómo se establece la segmentación durante la embriogénesis de la mosca, debido a que es a partir de la regulación de los genes desegmentación que se establece la expresión de los genes homeóticos.

Inicialmente, el huevo fecundado de Drosophila realiza una serie de divisiones nucleares sin división celular (13 divisiones mitóticas), formando una estructura denominada sincicio. A este estadio se le conoce como blastodermo sincicial. Después, los núcleos (alrededor de 6 000) migran a la periferia del embrión. En este puntoocurre una invaginación de la membrana plasmática que separa a cada uno de los núcleos, con lo que se genera una monocapa de células llamada blastodermo celular. El blastodermo sincicial del embrión de Drosophila es una gran célula multinucleada en la que todos los núcleos se pueden comunicar entre si por medio de factores transcripcionales y otros factores efectores de rutas específicas deseñalización celular.

La determinación de los ejes embrionarios se lleva a cabo por medio de una cascada de regulación de genes que establecen las coordenadas para formar las diferentes regiones del embrión. Durante la formación del huevo, la ovogénesis, son expresados varios genes cuyos productos son almacenados y distribuidos de manera específica en el futuro embrión. En algunos casos, el producto sedeposita como la proteína, y en otros como el arn mensajero que posteriormente es traducido, durante la embriogénesis temprana. La localización específica del producto génico es fundamental para su función; por ejemplo, el producto de un gen como el denominado bicoide que está involucrado en la determinación de la parte delantera del embrión, se localiza en la misma parte anterior. A estos genesse les conoce como genes de efecto materno.

Las mutaciones en los genes maternos pueden producir embriones que carecen de una región en particular, en los que algunas regiones son alargadas y en otros duplicadas. Así pues, mutaciones en genes maternos (como bicoide) que están involucrados en la determinación anterior, producen larvas que carecen de las estructuras anteriores y mutaciones en...