Genes Homeoticos

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
sustituyeel patrón 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 alasen lugar de halterios o de patas

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 genesmaternos involucrados en la determinación de la parte
trasera (como nanos) producen larvas que carecen de
las estructuras posteriores. Al iniciar la cascada de
regulación,los genes maternos controlan la expresión
de genes cigóticos, es decir, de genes que se expresan
en el embrión. Los primeros genes cigóticos regulados
por los genes maternos son los genes Gap (hueco, en
inglés), cuyo nombrese debe a que ciertas mutaciones
en ellos producen la ausencia de regiones grandes, que

los GENES

HOMEÓTICOS
y el DESARROLLO
de la MOSCA
de la FRUTA
en lugar de antenas. Para muchos biólogos, este tipo de pueden comprender varios segmentos del embrión.
transformaciones ha tenido un papel importante en la Estos genes también se regulan a sí mismos y su patrón de
evolución de nuevosgrupos de animales.
expresión corresponde a regiones amplias en el embrión.
La mosca mutante identificada por Bridges fue Por ejemplo el gen Krüppel del grupo Gap, es regulado
olvidada por muchos años, y no fue sino hasta 1946, por el gen materno bicoide en forma dosis dependiente,
cuando Edward Lewis comenzó a trabajar con el es decir, la concentración de bicoide y del mismo Krüppel
complejobithorax, que nuevamente se le dio importancia determinan si éste se expresa o se inhibe.
al estudio de las transformaciones homeóticas. El
La expresión de los genes Gap divide al embrión
trabajo de Lewis mostró que el complejo bithorax actúa de Drosophila en bandas transversales que activan la
durante el desarrollo de la mosca determinando el expresión de los siguientes genes en la cascada conun
patrón característico de algunas de las estructuras patrón periódico, reminiscencia de la segmentación del
presentes en el individuo adulto. Mostró que estos genes embrión. Estos genes son llamados Pair-Rule y están
trabajan localmente en grupos de células para regular divididos en primarios y secundarios; los primarios se
el establecimiento de dicho patrón de diferenciación. expresanprimero y después regulan la expresión de los
Gracias a este trabajo pionero con genes homeóticos, genes secundarios. Un gen de este grupo, de particular
Edward Lewis obtuvo el premio Nobel de Medicina y interés, es fushitaratzu (en japonés: no suficientes
Fisiología en 1994.
segmentos), que tiene un papel
En Drosophila los genes
fundamental en controlar a los
MARIO ZURITA
homeóticos estánorganizados en
siguientes genes en la cascada.
CIENCIAS 65 ENERO

MARZO 2002

Es importante destacar que los genes Pair-Rule empiezan
a determinar la naturaleza de los diferentes segmentos
del embrión.
La acción de los genes Pair-Rule y Gap activa la
expresión de los genes del grupo Segment Polarity, que
son los siguientes en la cascada. Como su nombre nos
dice, estos genes definen los...