Massimo Lancieri » 13.Sviluppo della Drosophila: descrizione dei meccanismi molecolari

I geni responsabili della segmentalità dell’embrione di Drosophila

Geni gap

• Sono i primi geni zigotici ad essere espressi.
• Operano la transizione da embrione caratterizzato da gradienti di morfogeni ad embrione con unità distinte. I geni gap principali sono hunchback, giant, Krüppel e knirps.

Geni pair rule

• Suddividono le ampie regioni dei geni gap in parasegmenti. I più importanti sono hairy, even-skipped e fushi-taratzu.

I geni della polarità dei segmenti dell’embrione di Drosophila

Geni segment polarity

Una volta che l’embrione si è cellularizzato le interazioni intercellulari sono mediate dai geni segment polarity che assolvono due compiti importanti: primo, consolidano la periodicità dei parasegmenti stabilita dai primi fattori di trascrizione, secondo, attraverso questa segnalazione da cellula a cellula si stabiliscono i destini cellulari all’interno di ciascun parasegmento. I principali sono engrailed, wingless ed hedgehog.

I geni della omeotici dell’embrione di Drosophila

• Dopo che sono stati stabiliti i confini dei segmenti, vengono specificate le strutture caratteristiche di ciascun segmento. Tale specificazione è operata dai geni selettori omeotici.
• La maggior parte di questi geni omeotici è contenuta in due regioni del cromosoma 3 della Drosophila. Uno di questi, il complesso Antennapedia, la seconda regione di geni omeotici è il complesso bithorax.

I geni realizzatori dell’embrione di Drosophila

• I «geni realizzatori» sono i bersagli delle proteine dei geni omeotici; la loro funzione è di formare specifici tessuti o abbozzi di organi.
• La proteina Antennapedia si lega, reprimendoli, agli enhancer di almeno due geni, homothorax e eyeléss, codificanti fattori di trascrizione critici per la formazione, rispettivamente, dell’antenna e dell’occhio.

Confronto della suddivisione in segmenti della larva e dell’adulto

Il piano generale del corpo della Drosophila è lo stesso nell’embrione, nella larva e nell’adulto con un distinto estremo cefalico ed uno caudale tra i quali si trovano unità segmentarie ripetute.

Considerazioni conclusive

• Lo sviluppo della drosophila è regolato da varie classi di geni tra cui si instaurano complessi meccanismi di regolazione.
• I primi geni che vengono espressi sono i materni che definiscono strutture molto estese dell’embrione il più importante è bicoid che da origine alle strutture anteriori.
• Successivamente vengono definite aree più ristrette (geni gap), i segmenti (geni della polarità dei segmenti), le strutture dei segmenti(geni omeotici) ed infine gli organi specifici (geni realizzatori).

Prossima lezione

La neurulazione

La neurulazione è il processo con cui la piastra neurale, tessuto di orgine ectodermica destinato a diventare tessuto nervoso forma il tubo neurale. Esso è l’abbozzo del tessuto nervoso centrale: anteriormente darà origine all’encefalo, dorsalmente alle radici sensitive e ventralmente alle radici motrici.