Genética del desarrollo

GENÉTICA DEL DESARROLLO


El desarrollo es el proceso por el cual un huevo fecundado se transforma en un organismo adulto. Este proceso está controlado genéticamente, como lo indican su reproducibilidad a través de las generaciones y la existencia de mutaciones que interrumpen pasos específicos.
Un organismo adulto puede entenderse como un arreglo ordenado de tipos celularesespecíficos. Los distintos tipos celulares aparecen durante el desarrollo a través del proceso de diferenciación celular, el cual implica la expresión diferencial de genes específicos.
La expresión diferencial de genes se logra a través de la regulación diferencial de esos genes por proteínas llamadas reguladores maestros. Estas proteínas pueden regular genes específicos de tipos celulares (músculo,glóbulos rojos, piel) o pueden definir regiones anatómicas mayores como los segmentos de los insectos.
Los reguladores maestros que definen regiones específicas se denominan selectores; un grupo de células contiguas que expresan un mismo selector constituyen un compartimiento.
A medida que las células de un embrión se dividen, generalmente el número de compartimientos aumenta, es decir, aparecennuevas poblaciones de células que expresan selectores específicos. Para que esto suceda, es necesario que se produzcan divisiones asimétricas: divisiones en las que las células hijas son diferentes de la célula progenitora.
En el desarrollo coherente de un organismo, a medida que las poblaciones de células se vuelven más heterogéneas, es decir, a medida que aparecen más y más compartimientos,la ubicación espacial de estas regiones es clave. Existen varios mecanismos que permiten la coordinación del desarrollo.
El proceso básico del desarrollo embrionario temprano en la mosca D. melanogaster reside en el establecimiento de la expresión de selectores -los genes maestros- que definen su plan anatómico fundamental. Existen sólo cuatro rutas principales relativamente independientespor las que se establece el plan anatómico en Drosophila. En estas rutas, ciertos factores inician una cascada de eventos regulatorios, activando genes cuyos productos regulan, a su vez, otra serie de genes, y así se van estableciendo, en el embrión compartimientos cada vez más pequeños en un patrón más detallado. La cascada culmina con el establecimiento correcto de los patrones de expresión de losselectores clave. El desarrollo de las diferentes estructuras es promovida por morfógenos en función de su concentración. Mediante el establecimiento de gradientes de concentración de morfógenos es posible la coordinación armoniosa de las estructuras anatómicas.
La coordinación del desarrollo también puede darse por medio de inducciones sucesivas. Una célula o grupo de células emite una señalquímica que induce un cambio en las células vecinas. Éstas, como respuesta a la señal, producen una segunda señal que induce otro cambio en un tercer conjunto de células. Esta cascada de inducciones también puede garantizar el correcto ordenamiento de estructuras en el desarrollo.
El estudio de los genes del desarrollo en diversos organismos ha conducido al descubrimiento de semejanzas entregrupos diversos hasta el momento, soslayadas. Muchos de los genes del desarrollo están tan conservados que pueden ser transplantados de un organismo a otro sin perjuicio para el desarrollo del organismo receptor. Esto conduce a preguntarse qué cambios fueron los que operaron durante la evolución en la Tierra, modificaron los programas de desarrollo y generaron la diversidad anatómica observable.La diferenciación: la expresión diferencial de genes


En el organismo adulto existen arreglos ordenado de tipos de células específicas. Cada tipo celular está caracterizado por la acción diferencial de no una, sino muchas proteínas específicas; para que esas proteínas se sinteticen, ciertos conjuntos de genes deberían encenderse concurrentemente mientras que otros estarían...