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Cómo las mutaciones y la regulación genética afectan los genes del desarrollo

Publicado el 27 octubre, 2020

Genes del desarrollo

¿Alguna vez has leído una historia de elige tu propia aventura? Estos son libros realmente divertidos en los que, en varios momentos, usted, el lector, puede decidir qué trama. para tomar el siguiente. En estos puntos, el libro le dará algunas opciones y, en base a la que elija, su historia lo llevará a diferentes finales. Los genes del desarrollo se parecen mucho a estos libros porque incluso los cambios más pequeños a lo largo del camino pueden llevar a resultados marcadamente diferentes al final.

Los genes del desarrollo son los genes que controlan la velocidad, el tiempo y el patrón de cambios en un organismo y son los genes que a menudo conducen a importantes diferencias morfológicas entre especies. Algunas especies tienen patas, otras alas y otras tienen pelo o plumas. Muchas de estas diferencias se deben a que ciertos genes se activan o desactivan, así como a través de mutaciones que conducen a nuevos genes todos juntos.

En esta lección, aprenderemos cómo la regulación de genes y los nuevos genes afectan el desarrollo.

Regulación genética

¿Listo para comenzar nuestra aventura? La regulación genética se refiere a la regulación de la expresión génica. Básicamente, qué genes se activan o desactivan en un momento dado. Sorprendentemente, la mayoría de nuestras células tienen el mismo conjunto de genes, pero solo activan unos pocos que son necesarios para ese tipo de célula específico. Como puede imaginar, jugar con este importante interruptor de encendido y apagado puede afectar seriamente la forma en que se expresan los genes del desarrollo o incluso si se expresan en absoluto.

Tomemos, por ejemplo, el pez espinoso de tres espinas; este pez vive tanto en aguas oceánicas como lacustres en América del Norte. El pez espinoso del océano tiene placas óseas que sirven como armadura corporal, así como espinas pélvicas que los protegen de los depredadores. Sin embargo, el pez espinoso que vive en los lagos tiene poca o ninguna armadura corporal y no tiene las espinas pélvicas.

Resulta que la regulación de un gen del desarrollo influye en la formación de las espinas. La pérdida de esa parte protectora del cuerpo se debió a la selección natural.

Las larvas de libélula de agua dulce se alimentan de espinosos jóvenes agarrándose a sus espinas. Tanto los espinosos del océano como los de agua dulce tienen exactamente el mismo gen para producir las espinas, pero se apaga en la región pélvica de los peces del lago y se enciende en la región pélvica de los peces del océano.

Nuevos conjuntos de genes

La duplicación de genes de desarrollo puede conducir a formas corporales nuevas y diferentes que diferencian a las diferentes especies. Personalmente, encuentro esto especialmente interesante porque lo único que cambia es que se agregan más copias de genes. Quizás recuerde que los genes homeóticos son los genes que determinan la anatomía corporal de un organismo. Pero resulta que la cantidad de genes homeóticos puede ser tan importante como los genes mismos.

Tomemos, por ejemplo, a nuestra amiga la mosca de la fruta, que es un invertebrado. Tiene un solo grupo de genes homeóticos que proporcionan direcciones para su plan de desarrollo. Si comparamos esto con un ratón, que es un vertebrado, encontramos que tiene cuatro grupos de genes homeóticos que son muy similares a los de la mosca de la fruta. Lo que es aún más sorprendente es que estos genes arquitectónicos incluso ocurren en el mismo orden en los cromosomas y desarrollan las mismas áreas del cuerpo. Sin embargo, como puede ver, producen organismos de aspecto muy diferente.

A veces, ocurren duplicaciones simples, mientras que otras veces, las mutaciones en estos conjuntos adicionales conducen a nuevos genes y, por lo tanto, a nuevas formas corporales. Imagínese si de repente se agrega una nueva historia a su elección de su propio libro de aventuras . Ahora tiene un camino de historia completamente nuevo que tomar, que lo llevará a un nuevo final que antes ni siquiera era una opción.

Lo mismo puede ocurrir con los genes del desarrollo. Características como la cabeza, las mandíbulas, las extremidades, los pulmones, el cabello e incluso la fertilización interna fueron todas nuevas en algún momento y probablemente se derivaron de nuevos genes de desarrollo que permitieron nuevas partes y funciones del cuerpo.

Resumen de la lección

Los genes del desarrollo determinan quiénes somos como adultos porque son los genes que controlan la velocidad, el tiempo y el patrón de cambios en un organismo. A través de la regulación genética , se regula la expresión de ciertos genes y los genes se activan o desactivan según corresponda.

Algunas especies incluso tienen los mismos genes, pero se ven diferentes simplemente debido a la regulación genética del desarrollo. Las mutaciones también pueden afectar a los genes del desarrollo, ya que crean conjuntos de genes duplicados o genes completamente nuevos todos juntos. Es probable que las partes nuevas del cuerpo, como la cabeza, las extremidades y los ojos, se deban a mutaciones que afectaron el desarrollo de los organismos hace mucho tiempo.

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