Jorobado (gen)

El gen jorobado es un gen de efecto maternal y cigótico expresado en los embriones de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster . En los genes de efecto maternal, el ARN o la proteína del gen de la madre se deposita en el ovocito o embrión antes de que el embrión pueda expresar sus propios genes cigóticos.

Hunchback es un morfógeno, lo que significa que el gradiente de concentración de Hunchback en una región específica determina el segmento o la parte del cuerpo en la que se desarrolla. Esto es posible porque Hunchback es una proteína de factor de transcripción que se une a las regiones reguladoras de los genes y modifica los niveles de expresión del ARN.

El ARN materno Hunchback ingresa al embrión en la etapa de blastodermo sincitial, donde todo el embrión ha experimentado muchas divisiones nucleares pero tiene un citoplasma comunal ^[1] , lo que permite que el ARN se disperse libremente por todo el embrión. Esto permite que los genes de efecto materno Hunchback , Bicoid , Nanos y Caudal regulen los genes cigóticos para crear diferentes identidades para diferentes regiones del cuerpo.

El primer paso es establecer las regiones anterior y posterior, que luego darán lugar a la cabeza y al abdomen respectivos. En el blastodermo sincitial, el ARN de Bicoid y Nanos se une a cuerdas de proteínas involucradas en la locomoción celular y el transporte intracelular llamados microtúbulos que transportan el ARN a las regiones anterior y posterior, respectivamente. ^{[2] [3] [4]} Hunchback no se une a los microtúbulos y, por lo tanto, se difunde uniformemente por todo el embrión. ^[5] Sin embargo, Nanos reprime la traducción de la proteína Hunchback . Dado que Nanos se transporta al polo posterior, Hunchback materno se expresa predominantemente en el polo anterior. ^[6]  

Hunchback también se expresa cigóticamente en los polos anterior y posterior más lejanos del blastodermo sincitial. La expresión cigótica anterior de Hunchback está controlada por potenciadores, regiones de ADN que aumentan la expresión génica cuando se unen factores de transcripción. Un potenciador está cerca de Hunchback , ^[7] y un potenciador descubierto recientemente está más lejos. ^[8] Cuando Bicoid se une a estos potenciadores, la expresión de Hunchback aumenta proporcionalmente a la concentración de Bicoid en el polo anterior. ^{[7] [8] [9] [10]} Una región reguladora separada aguas abajo de los potenciadores de Hunchback gobierna la expresión posterior de Hunchback cigótico . ^[11] Aquí, la expresión de Hunchback es proporcional a la concentración de proteínas Tailless y Huckebein disponibles para unirse a la región reguladora. ^[11]

Como factor de transcripción bifuncional , Hunchback activa y reprime sus genes de segmentación objetivo, ^[12] y al hacerlo, regula la segmentación embrionaria anterior y posterior en el embrión de Drosophila . ^{[13] [14]} Por ejemplo, se sabe que la expresión anterior de Hunchback establece la región que luego se desarrolla en los segmentos torácicos y relacionados con la mandíbula y la boca, y la expresión posterior de Hunchback para el desarrollo de los segmentos abdominales. ^{[11] [13]}

El gradiente morfogenético de Hunchback regula la expresión de otros genes gap, Krüppel y Knirps , donde la expresión materna de Hunchback define los bordes anterior de Knirps y posterior de Krüppel , mientras que la expresión cigótica de Hunchback establece el borde anterior de Knirps . ^[15]

El jorobado también establece el patrón de expresión de los genes de la regla de pares , ^{[16] [17]} como el even-skipped , ^[12] expresado más tarde en el desarrollo para definir segmentos distintos a lo largo del eje anteroposterior. Los genes de la regla de pares luego codifican factores de transcripción que regulan los genes de polaridad de segmentos: el grupo final y más específico de proteínas que coordinan la segmentación. ^[18]

El gen Hunchback tiene un ortólogo humano conocido que evolucionó a partir de un ancestro común, el gen Pegasus ( Ikzf5 ) del grupo de dedos de zinc de la familia Ikaros. ^{[19] [20]} Los genes de la familia Ikaros codifican factores de transcripción que tienen implicaciones en la trombocitopenia , una deficiencia de coagulación sanguínea, ^[21] leucemia mieloide aguda , un cáncer de sangre y médula ósea, ^[22] y están involucrados en el desarrollo del sistema inmunológico y de la retina de los mamíferos. ^[23] Los genes de la familia Ikaros también han sido implicados como un indicador de la enfermedad crónica de injerto contra huésped , una condición en la que las células inmunes atacan el tejido trasplantado. ^[24]

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