• Organismos usados como modelo de estudio: – Plantas:

• Arabidopsis thaliana – Invertebrados:

• Mosca de la fruta Drosophila melanogaster

• Gusano nemátodo Caenorhabditis elegans

• Erizos de mar (varias especies) – Vertebrados:

• Rana Xenopus laevis

• Rata Rattus rattus

Estudio del desarrollo embrionario y la

diferenciación celular

VARIEDADES DE DROSOPHILAS

Cariotipo de Drosophila

Drosophila

melanogaster

Drosophila ananassae

Drosophila arizonensis

Drosophila mojavensis

Drosophila pseudoobscura

Drosophila virilis

Drosophila willistoni

Desarrollo embriónico de Drosophila

melanogaster.

• El desarrollo de

Drosophila es uno de los

más conocidos.

• Es fácil de cultivar in-

vitro.

• Pocos cromosomas.

• Ciclo de vida corto.

• Mutaciones (fenotipo)

• Genética muy conocida

CICLO DE VIDA DE

LA DROSOPHILA

MELANOGASTER

Ciclo de vida

Tipo de huevo:

Segmentación:

Centrolécito

Meroblástica

superficial

Tipo de

Blástula:

Periblástula

Resultado de la gastrulación:

Formación de segmentos

Desarrollo temprano

• El zigoto no sufre clivaje.

• Divisiones mitóticas sin citoplasma c/9min.

• Sincicio muchos núcleos en un citoplasma común.

Segmentación en embriones de Drosophila:

Primeras divisiones nucleares: centrales y muy rápidas (ciclos 1 al 8)

256 núcleos

8 min c/u

Migración periférica (ciclo 9-10) Blastodermo sincicial (ciclos 10-14)

Blastodermo sincicial

• Después de la mitosis No. 9

• Blastodermo sincicial

(núcleos en la periferia).

• Imp. Difusión de moléculas

grandes entre los núcleos.

• 3 primeras horas.

Blastodermo celular

• Después de la mitosis No.

13

• Membrana rodea a los

núcleos células.

• Algunos núcleos forman

cel. Polares células

germinales.

ESTABLECIMIENTO DE EJES CORPORALES

Acción de genes de efecto materno

Gastrulación • Inicia con la MBT

Plegamiento

↓

Surco ventral

↓

Tubo ventral

↓

aplanamiento

Invaginación y cavitación:

las células polares

se internalizan

Surco cefálico

Gastrulación (cont.)

Convergencia y

extensión:

Formación de la

banda germinal

(tronco)

Retraimiento de la

banda germinal

Segmentación

Plan corporal

• Segmentos repetitivos

Genes de la polaridad

Antero-Posterior

1. G. Maternos

2. G. “Gap”

3. G. de la regla par

4. G. de la polaridad del

segmento

5. G. Homeóticos

Genes de segmentación y homeóticos:

Cascada de segmentación

Las mutaciones en estos genes pueden ocasionar la desaparición de:

- varios segmentos consecutivos (genes gap o de intervalo)

- segmentos alternados (genes de la regla de los pares)

- subregiones de los segmentos (genes de la polaridad de los segmentos).

Los genes de

segmentación son

genes de efectos

cigóticos cuyas

mutaciones

afectan el proceso

de generación de

unidades

repetitivas en el

embrión.

GENES DE SEGMENTACION:

GENES DE EFECTO CIGÓTICO

Experimentos en Drosophila melanogaster

Mutante bithórax Mutante

antennapedia

Mutante “ojo en

pata”

Normal

es

Mutación en genes homeóticos

A la izquierda,

mosquita normal

con un par de alas

y un par de

balancines y a la

derecha,

mosquita mutante

con dos pares de

alas y sin

balancines

Conservación de genes homeóticos

Genes hom (hox en vertebrados)

Conservación de genes homeóticos

Genes y planes corporales

Resumen

• La diferenciación involucra varios procesos:

– Activación de genes de efecto materno

– Activación de genes de segmentación

– Activación de genes homeóticos