TEMA 4 – FAMÍLIES GÈNIQUES PRINCIPALS IMPLICADES EN LA REGULACIÓ. GENS EINA. (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura Biologia del desenvolupament
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 17/03/2015
Descargas 6

Vista previa del texto

TEMA 4 – FAMÍLIES GÈNIQUES PRINCIPALS IMPLICADES EN LA REGULACIÓ. GENS EINA.
Els insectes estan formats per un cap, un tòrax de 3 segments i un abdomen de 8-11 segments. La majoria d’espècies d’insectes tenen 4 ales, però els dípters (mosques i mosquits) solament en tenen dues.
Un investigador, a principis del segle XX va veure que de vegades apareixien mosques amb 4 ales en lloc de 2, i que a més, tenien dos segments pràcticament idèntics: el tercer segment era com el segon. Mes tar es van veure mosques que on devien tindre les antenes tenien potes.
Loci homeòtics Els gens homeòtics són els responsables de les anormalitats que acabem de veure.
- Codifiquen per a FT que regulen la transcripció d'altres gens mitjançant la unió a DNA.
Seqüència conservada entre els metazous, ja que tenen un origen comú, un gen de 180pb: l’homeobox.
Com tenen un origen comú són gens homòlegs.
Formen complexes gènics: es regulen entre si i han estat originats per duplicació homeòtic.
Presenten col·linealitat temporal i espaial. Els gens es troben en clústers, és a dir, molt propers un dels altres, i s’expressen en sentit 3’5’. Els que es trobem a la part 3’ s’expressen a la part anterior del cos i abans en el temps; en canvi, els de la part 5’ s’expressen a la part posterior del cos. A més, per exemple, també s’expressen gradualment en el braç.
La col·linealitat que hem comentat abans només es troba a vertebrats i Drosophila (i algun altre insecte). Així que no és general, és més un artefacte de mostreig filogenètic. La col·linealitat en el genoma és deguda a compartiment de enhancers entre gens.
En vertebrats no passa això que es pot transformar una part del cos en un altra (com el que hem vist de que havien sortit potes on devien estar les antenes). Però si lleven algun d’aquests gens homeòtics sí que podríem eliminar una part del cos.
Els segments dels artròpodes varien entre grups: Paryhale: Però és realment general. Tot açò no funciona en grups d’animals que es troben filogenèticament entre els artròpodes i els ratolins, com en urocordats, equinoderms o poliquets.
Podem transformar unes parts en unes altres, però els canvis no són il·limitats, és a dir, no es pot transformar tot en tot.
Per exemple, podem fer que a les mosques li surtin 4 ales en lloc de 2 si en cert moment del desenvolupament fiquem èter a l’atmosfera del medi on creixen les mosques. L’èter interacciona amb els discs imaginals, les cèl·lules que donaran lloc a l’individu adult. Les demés cèl·lules de l’embrió (les de la part exterior de la larva) es degraden durant la pupació, no arribaran a formar part de l’individu adult.
Mètodes en Biologia del desenvolupament Hi ha dos tipus de tècniques: - Manipulacions en l’embrió.
Visualització d’aquests canvis produïts en el desenvolupament.
Alteracions: - - - Transgens: o KO (knockout): eliminem o ens carreguem un gen per veure quina és la seva funció.
o KO condicional: aquesta tècnica s’utilitza quan els gens intervenen durant tot el desenvolupament. Si llevarem el gen des del principi, l’individu no sobreviuria fins al desenvolupament tardà. Llavors, els KO condicionals sols es produiran quan canvien les condicions ambientals, com un shock tèrmic; és a dir, canviant l’ambient podem controlar quan carregar-nos el gen que ens interessa.
o Expressió de gens sota els promotors d'altres gens, com per exemple, fiquem una gen homeòtic de ratolí sota un promotor a Drosophila d’un gen homeòtic propi.
o Utilització de només alguns dominis funcionals de proteïnes concretes per tal de interferir entre interaccions concretes entre productes gènics. És a dir, canviem parts o dominis funcionals de proteïnes.
Transplants i ablacions via agulles làsers: agafem dos embrions temprans de Xenopus. Provoquem una invaginació en forma de llavi als dos i transplantem la d’un embrió a l’altre, a la banda oposada d’on ja té la invaginació el segon embrió. El primer no es convertirà en adult i el segon es transformarà en dos capgrossos siamesos enganxats per la panxa. Si en lloc de col·locar la invaginació al costat oposat li la col·loquem més prop, es formaran dos siamesos també, però amb cua i un dels caps molt més petit que l’altre.
Aquesta és una tècnica molt grollera, però ens dona molta informació.
o Cèl·lules individuals o Grups Fàrmacs: intervenen en certs processos del desenvolupament.
o Coltxicina: inhibeix la polimerització dels microtúbuls. Per tant, provoca que el citoesquelet no es formi com deuria.
o Cyclopamina: aboleix una via de transducció de senyals específica. Se li donava a vaques i els seus fills sols presentaven un ull.
Injecció directa de productes gènics a certes part de l’embrió: - Beads: substrat absorbent.
En el medi de cultiu.
En la dieta (o injectat) en la mare o en el medi en el que creixen els embrions.
Microinjecció de virus per infectar les cèl·lules. El genoma d’aquest virus tindrà una seqüència que nosaltres li haurem ficat al laboratori.
L’avantatge d’aquesta tècnica és que tenim un control casi absolut del espai o el temps o els dos (beads i virus). Però també tenim un desavantatges, ja que utilitzem rangs de territoris que no apareixen naturalment a l'embrió. Aquest tècnica no es pot fer amb transgens.
Visualització: - - Hibridació in situ (RNA): marquem el RNA, el fiquem al medi, esperem a que entri a dintre de les cèl·lules i que s’enganxi al DNA o al mRNA (més probable) de les cèl·lules.
o Whole mount: veiem tot l’embrió, però el RNA marcat no podria difondre.
o Seccions: podem fer seccions per poder veure l’embrió per parts i que així el RNA si que pugui difondre.
Immunoquímica: generem anticossos que s’enganxen a proteïnes específiques.
o Whole mount o Seccions: com no tota la regulació és transcripcional és molt rellevant veure que proteïna i RNA no estan necessàriament al mateix lloc.
Transgens per a visualització: podem mirar l’expressió de cert gen perquè aquest s’associa a certs processos cel·lulars que ens interessa veure. Es feia amb una proteïna que es veia verda perquè era flourescent GFP, però també s’utilitzen altres: RFP, lacZ...
- - Sota el promotor d'altres gens Fusions proteiques: expressem el constructe genètic (hem fusionat dos gens) o directament el gen que ens interessa.
Indicadors d'expressió gènica Indicadors de processos cel·lulars: o Podem per una fusió de X gen amb el que codifica per la histona H2A. Amb açò podrem veure on està el nucli de les cèl·lules, si la cèl·lula es divideix, si entra en apoptosi... Podrem visualitzar diferents processos cel·lulars, segons si el nucli està més o menys compacte.
o Marcadors d’apoptosi o Forma de la cèl·lula (membrana). Si marquem proteïnes de membrana podrem mirar la forma de la cèl·lula.
o Podríem mirar si el citoesquelet està més o menys format.
o Punts d'adhesió entre cèl·lules, els desmosomes o Polaritat de la cèl·lula.
Transducció de senyal vs senyal: podem veure el FT i quines cèl·lules han rebut aquest FT com a senyal.
Tincions i mapes de territoris presumptius: “fate maps” Agafem dos embrions en cert estadi de desenvolupament. Agafem unes cèl·lules dels dos embrions, marcades de diferent manera segons l’embrió del qual provinguin, i les posem en un tercer embrió. Com estan marcades diferent, podrem veure en que acaben diferenciant-se quan l’embrió arriba a adult.
Si açò ho repetim per moltes cèl·lules, podríem fer un mapa de a què és dedica cada cèl·lula de l’embrió quan s’arriba a l’estat adult.
En aquest moment, les cèl·lules no saben a que es dedicaran, sinó que per la direcció que segueixen al final rebran unes senyals que els indicarà a que deuen diferenciar-se.
No hi ha causalitat dels “fate maps”, ja que són a posteriori.
...