Mutaciones Morfológicas en Drosophila melanogaster

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Mutaciones Morfológicas en Drosophila melanogaster.
Mutaciones monogénicas.
Mutaciones de genes homeóticos.

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Mutaciones Morfológicas en Drosophila melanogaster

  1. 1. Universidad de Guanajuato División de Ciencias Naturales y Exactas “ Mutaciones Morfológicas en Drosophila melanogaster” Alumnos: • Catalina Porras Dorantes • Juan Carlos Fonseca Mat http://www.flickr.com/photos/max_westby/54275159/
  2. 2. Mutaciones Morfológicas  Una mutación es una modificación en la información genética de un organismo.  Las mutaciones morfológicas son aquellas que modifican la morfología, es decir, su forma o disposición corporal normal. http://www.flickr.com/photos/mr-dmx/
  3. 3. Drosophila melanogáster  La Drosophila melanogaster, desde el punto de vista genético, es el eucarionte mejor estudiado.  Ventajas para su uso en la investigación: - Ciclo de vida corto (10-12 días a 25 °C) - Distinción clara entre cada una de las fases de su ciclo de vida. - Se conoce su morfología larvaria, se sabe qué parte de ésta desarrollará determinado órgano en el adulto. - Presentan dimorfismo sexual. - Requiere poco espacio. - Número cromosómico bajo (2n=8) Curtis, Helena et al. Biología. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2007. Página: 291.
  4. 4. La D. melanogaster posee 4 pares de cromosomas http://robertsaunders.org.uk/index.php?option=com_content&v iew=article&id=181:in-the-journals-polytene-chromosomesand-the-evolution-of-drosophila&catid=34&Itemid=178
  5. 5. Mutaciones Tipos de Mutaciones:  Mutaciones Monogénicas: Alteración de un gen que modifica la naturaleza o cualidades de un órgano (patas, alas, ojos, etc.)  Mutaciones en Genes Homeóticos: Alteración de genes que controlan la expresion en tiempo y lugar de tales genes. Determinan la localización de los órganos.
  6. 6. Mutaciones Monogénicas
  7. 7. Mutaciones  85 genes mutantes fueron encontrados por el equipo de Thomas H. Morgan. El hallazgo permitió el publicación del libro El mecanismo de la herencia mendeliana, el primero en anunciar la
  8. 8. MUTANTE NOMENCLATURA PARTE DEL AFECTADA Yellow Y Cuerpo amarillo White eyes W Ojos blancos Carmine eyes Cm Ojos Carmín Vermillion wing V Ojos Bermellon Miniature wing M Alas Miniatura Forked bristies F Quetas tenedor Bar eyes B Ojos en forma de barra Helout Ho Alas extendidas en 45° Dumpy wing Dp Alas regordetas Cinnabar eyes Cu Ojos color cinabrio Vestigial wing Vg Alas vestigiales (gen letal) Brown eyes Bw Ojos pardos Sepia eyes Se Ojos color sepia Hairless H Sin quetas o pelos Ebony body E Cuerpo color ébano Eyeless Ey Ojos reducidos a la mitad Jaunti J Alas con extremos dobaldos hacia arriba en CUERPO forma de
  9. 9.  Mapa genético del cromosoma 2 de Drosophila melanogaster. Watson, James D. et al. Biología Molecular del Gen. 5ta edición. Editorial Panamericana. Madrid, 2008. Páginas:17.
  10. 10. Mutaciones en los ojos * Imágenes tomadas de http://bancodemoscas.fciencias.unam.mx/ (4 de marzo de 2013)
  11. 11. Mutaciones en el color de ojos • • • • Nombre: white Cromosoma: 1 Gen: w Función: Biosíntesis de ommocromos y pteridinas • Tipo: Ligado al sexo • • • • • Nombre: sepia Cromosoma: 3 Gen: se Función: Biosíntesis de pteridina Tipo: Autosómico recesivo
  12. 12. • • • • Nombre: vermilion Cromosoma: 1 Gen: v Función: Quinurerina, enzima clave en la síntesis de ommocromos. • Tipo: Ligado al sexo • • • • Nombre: scarlet Cromosoma: 3 Gen: st Función: Biosíntesis de ommocromos. • Tipo: Autosómico recesivo
  13. 13. Mutaciones en la forma de ojos • • • • Nombre: eyeless Cromosoma: 4 Gen: toy Función: Morfogenesis del cerebro; desarrollo de ojos y antenas; desarrollo de ocelos. • Tipo: Autosómico • • • • Nombre: lobe Cromosoma: 2 Gen: L Función: Regulación negativa de apoptosis; desarrollo de ojos y antenas. • Tipo: Autosómico
  14. 14. • • • • Nombre: bar Cromosoma: 1 Gen: B Función: Regulación de la transcripción del promotor de la RNA polimerasa II; desarrollo de las patas • Tipo: Ligado al sexo • • • • • Nombre: moiré Cromosoma: 3 Gen: Me Función: Desconocida Tipo: Autosómico
  15. 15. Mutaciones en las Alas
  16. 16. Mutaciones en el tamaño de las alas • Nombre: vestigial • Cromosoma: 2 • Gen: vg • Función: morfogénesis de órganos postembrionarios. Desarrollo muscular a nivel de pupa. • Tipo: Autosómico • • • • Nombre: apterous Cromosoma: 2 Gen: ap Función: Desarrollo de las alas en etapa postlarvaria; desarrollo de musculatura lateral en etapa larvaria.
  17. 17. Mutaciones en la forma de las alas • • • • Nombre: wrinkled Cromosoma: 3 Gen: W Función: Regulación de la apoptosis y morfogénesis de las alas. • Tipo: Autosómico • • • • Nombre: curly Cromosoma: 2 Gen: Cy Función: Desarrollo de musculatura lateral en la larva; morfogénesis del disco imaginal de las alas en etapa larvaria. • Tipo: Autosómico
  18. 18. Mutaciones en el cuerpo
  19. 19. Mutaciones en el color del cuerpo • • • • Nombre: ebony Cromosoma: 3 Gen: e Función: Regulación negativa de la melanina. Formación de cutícula en el esclerito. Metabolismo de dopamina e histamina. • Tipo: Autosómico • • • • Nombre: yellow Cromosoma: 1 Gen: y Función: Síntesis de melanina. Comportamiento en cortejo y apareamiento en machos. • Tipo: Ligado al sexo
  20. 20. Combinaciones white; ebony white; bar; ebony
  21. 21. Genes Homeóticos
  22. 22. Genes homeóticos  Un gen homeótico es un gen que interviene en el programa de desarrollo que determina la localización de órganos a lo largo del eje antero-posterior. La determinación del eje anterio-posterior (cabezacola) del embrión constituye la piedra angular del desarrollo porque proporciona un línea central a lo largo de la cual se desarrollará el resto de las estructuras. Curtis, Helena et al. Biología. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2007. Páginas: 290-308.
  23. 23.  Se necesitan cientos de genes activos para crear las alas y patas con ubicación normal.  Por ejemplo, en la Drosófila existe un gen homeótico que dirige la formación del ojo, para lo cual debe regular la expresión de alrededor de los 2500 genes que codifican a las proteínas que dan estructura y función al ojo. http://www.flickr.com/photos/matthias_lenke/
  24. 24.  En la Drosophila melagnogaster existen dos complejos de genes selectores homeóticos: Antennapedia y Bithorax. Gilbert, Scott F. Biología del Desarrollo. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2005. Páginas: 309.
  25. 25.  Un cambio aunque sea mínimo en ciertos genes puede conllevar a enormes cambios fenotípicos. Una mutación homeótica provoca la sustitución de una parte del cuerpo por una estructura cuya ubicación normal correspondería a otro sitio. Mutación en complejo bithorax Mutación en complejo antennapedia Gilbert, Scott F. Biología del Desarrollo. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2005. Páginas: 310.
  26. 26.  El complejo Antennapedia consta de cinco genes: Labial (lab), Proboscipedia (pb), Deformado (dfd), Comba sexual reducida (Scr) y Antennapedia (Antp).  Los genes homeóticos del complejo Bithorax son tres: Ultrabithorax (Ubx), Abdominal-A (Abd-A) y Abdominal B (Abd-B). http://helferboerse.ch/images/hox-gene-wiki
  27. 27. Ultrabithorax (Ubx)  Es el gen homeótico responsable del desarrollo diferencial que se produce entre alas y halterios. El requerimiento de Ubx en el halterio finaliza a las pocas horas tras la formación del pupario.  Mutaciones que impiden la expresión de Ubx en el halterio en desarrollo generan una mosca con 4 alas. Gilbert, Scott F. Biología del Desarrollo. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2005. Páginas: 310.
  28. 28. Trithorax (Trx)  Es un gen requerido durante los estadios larvarios para que se produzca la correcta diferenciación de los segmentos torácicos, abdominales y la cabeza. Es decir, estas mutaciones en trithorax producen las mutaciones de pérdida de función de muchos genes de los complejos ANTP-C y BX-C.
  29. 29. Trithorax. (A) Los tres segmentos del tórax de la mosca tienen distintas estructuras (segmento protorácico (T1), mesotorácico (T2) y metatorácico (T3)). (B) Las moscas que carecen de la función del trithorax tienen un par de alas dorsales en cada segmento, cuando T1 no debería contenerlas. Ingham, P.W. (1998) Int. J. Dev. Biol.. 42, 423-429.
  30. 30. ash-2  Es un gen miembro del trx. Mutaciones en ash-2 producen pérdida de función de los genes homeóticos, así como fenotipos que no son típicos de las mutaciones en genes homeóticos como:  Aparición de quetas ectópicas, duplicación de quetas torácicas, supercrecimiento en las patas y patas supernumerarias.
  31. 31. http://dev.biologists.org/content/129/16/3861/F2.expansion.html La expresión de ash-2 en Drosophila (A) Fenotipo salvaje. (B) Exceso de quetas ectópicas en la parte media. (C) Exceso de quetas a los lados (D) Falta de quetas a los
  32. 32.  Los genes homeóticos producen proteínas llamadas “reguladoras de genes”. Los genes homeóticos tienen una región llamada homeodominio, la cual reconoce y se une a secuencias de DNA en los genes subordinados. Las proteínas con homeodominios activan o reprimen la expresión de los genes subordinados. Gilbert, Scott F. Biología del Desarrollo. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2005. Páginas: 285-321.
  33. 33.  Esta organización es compartida por todos los vertebrados http://helferboerse.ch/images/hox-gene-wiki
  34. 34. Bibliografía  Watson, James D. et al. Biología Molecular del Gen. 5ta edición.        Editorial Panamericana. Madrid, 2008. Páginas:17. Curtis, Helena et al. Biología. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2007. Páginas: 290-308. Gilbert, Scott F. Biología del Desarrollo. 7ma edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires, 2005. Páginas: 285-321. Griffiths, Anthony J.F. et al. Genética. 7ma edición. McGraw Hill Interamericana. México, 2002. Páginas: 671-707. Amorós Gibaja, Montserrat. (2001). Estudio de mutantes del cromosoma III de Drosophila melanogaster: el gen ash-2 como regulador de diferenciación celular. Tesis. Facultad de Biología, Universidad de Barcelona. Páginas: 22, 28, 29, 44, 47, 49, 50, 51, 80. Eissenberg, Joel C. y Shilatifard, Ali. Histone H3 lysine 4 (H3K4) methylation in development and differentiation. Revista Developmental Biology. Volumen 339, edicion 2. 15 de marzo de 2010. Páginas: 240–249 http://bancodemoscas.fciencias.unam.mx/ http://flybase.org/
  35. 35. ¡Gracias!

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