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Articulo de referencia

Krüppel

Hibridación in situ del ARNm de los genes gap knirps, Krüppel y giant en el embrión temprano de Drosophila melanogaster . Los paneles también muestran cómo estos genes se ven af...

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Hibridación in situ del ARNm de los genes gap knirps, Krüppel y giant en el embrión temprano de Drosophila melanogaster . Los paneles también muestran cómo estos genes se ven afectados por la mutación brakeless (bks).

Krüppel es un gen gap en Drosophila melanogaster , ubicado en el cromosoma 2R, que codifica un factor de transcripción C2H2 con dedos de zinc . [ 1 ] [ 2 ] Los genes gap trabajan juntos para establecer el patrón de segmento anterior-posterior del insecto a través de la regulación del factor de transcripción que codifica los genes de regla de pares . Estos genes a su vez regulan los genes de polaridad de segmento . [ 3 ] Krüppel significa "lisiado" en alemán, llamado así por la apariencia lisiada de las larvas mutantes, que no han desarrollado segmentos torácicos y anteriores adecuados en la región abdominal. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Los mutantes también pueden tener duplicaciones especulares abdominales.

Los homólogos humanos de Krüppel se denominan colectivamente factores tipo Krüppel , un conjunto de proteínas bien caracterizadas por su papel en la carcinogénesis . [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

Vía de expresión de Krüppel

Krüppel se expresa en el centro del embrión durante la etapa de blastodermo celular del desarrollo. [ 12 ] Su patrón de expresión está restringido a este dominio principalmente a través de interacciones con los genes de efecto materno Bicoid y Nanos , y los genes gap Hunchback y Knirps. [ 13 ]

Los transcritos maternos de Bicoid se depositan en el extremo anterior del embrión, mientras que los transcritos maternos de Nanos se localizan en el extremo posterior. Los transcritos de ARNm de Hunchback están presentes en todo el embrión. Tanto Bicoid como Nanos codifican morfógenos que tienen un efecto opuesto en la traducción del ARNm de Hunchback : Bicoid activa la traducción, mientras que Nanos la reprime. [ 14 ] Por lo tanto, el ARNm de Hunchback se traduce de manera que la proteína Hunchback está presente en el gradiente de concentración que disminuye a lo largo del eje anterior-posterior. Este gradiente de Hunchback resulta indirectamente en un límite anterior para la expresión de Knirps . Otros factores inducen un límite posterior, de manera que Knirps se expresa en una franja en la región posterior del embrión.

Hunchback y Knirps son factores de transcripción que regulan la expresión de Krüppel . Niveles altos de Hunchback inhiben la expresión, mientras que niveles bajos la activan. Knirps actúa como represor, inhibiendo la expresión. Esto da como resultado que Krüppel se exprese en una franja en el centro del eje anteroposterior del embrión, donde la concentración de Hunchback ha disminuido lo suficiente como para actuar como activador, pero Knirps aún no está presente para inhibir. De esta manera, los gradientes iniciales de morfógenos pueden conducir al establecimiento de una región específica dentro del blastodermo. Esto se puede comparar con un filtro de banda estrecha en ingeniería.

Efectos de la expresión de Krüppel

La proteína Krüppel es un factor de transcripción y se ha demostrado que actúa como represor . Funciona en colaboración con otros genes gap y sus productos proteicos localizados para regular la expresión de los genes de regla de pares primarios: even skipped ( eve ), hairy ( h ) y runt. [ 15 ] Se ha postulado que Krüppel inhibe la expresión de eve para crear el límite posterior de la segunda franja de eve , y también se ha encontrado evidencia de que Krüppel participa específicamente en la formación de la franja 7 de hairy . [ 16 ] [ 17 ] Los patrones de expresión del gen de regla de pares regularán a su vez los genes de polaridad de segmento, lo que hace que Krüppel sea esencial para el desarrollo adecuado a lo largo del eje anteroposterior y la identidad del segmento.

Importancia clínica

Krüppel ha mostrado homología con los factores similares a Krüppel de mamíferos , que desempeñan funciones biológicas clave en la patogénesis de muchas enfermedades humanas: cáncer, [ 18 ] obesidad, [ 19 ] trastornos inflamatorios [ 20 ] y complicaciones cardiovasculares. [ 21 ] Además, se sabe que los KLF están involucrados en la generación de células madre pluripotentes inducibles y en la preservación del estado pluripotente de las células madre embrionarias . [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Kinzler KW, Ruppert JM, Bigner SH, Vogelstein B (marzo de 1988). "El gen GLI es un miembro de la familia Kruppel de proteínas de dedos de zinc". Nature . 332 ( 6162): 371–4 . Bibcode : 1988Natur.332..371K . doi : 10.1038/332371a0 . PMID 2832761. S2CID 4279828 .  
  2. ^ "Informe genético FlyBase: Dmel\Kr" . flybase.org . Consultado el 8 de octubre de 2019 .
  3. ↑ Hoy MA (enero de 2019). «Sistemas genéticos, evolución del genoma y control genético del desarrollo embrionario en insectos». En Hoy MA (ed.). Genética molecular de insectos . Academic Press. págs. 103–175 . doi : 10.1016/B978-0-12-815230-0.00004-2 . ISBN  978-0-12-815230-0.{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )
  4. ↑ Nüsslein-Volhard C, Wieschaus E (octubre de 1980). "Mutaciones que afectan el número de segmentos y la polaridad en Drosophila". Nature . 287 (5785): 795– 801. Bibcode : 1980Natur.287..795N . doi : 10.1038/287795a0 . PMID 6776413. S2CID 4337658 .  
  5. ↑ Nüsslein-Volhard C, Wieschaus E, Kluding H (septiembre de 1984). "Mutaciones que afectan el patrón de la cutícula larvaria en Drosophila melanogaster: I. Loci cigóticos en el segundo cromosoma". Wilhelm Roux's Archives of Developmental Biology . 193 (5): 267– 282. doi : 10.1007/BF00848156 . PMID 28305337. S2CID 2195415 .  
  6. ↑ Wieschaus E, Nusslein-Volhard C, Kluding H (julio de 1984). "Krüppel, un gen cuya actividad es necesaria en las primeras etapas del genoma cigótico para la segmentación embrionaria normal". Developmental Biology . 104 (1): 172–86 . doi : 10.1016/0012-1606(84)90046-0 . PMID 6428949 . 
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  • Diagrama del Davidson College : un embrión de Drosophila en la etapa de blastodermo celular, marcado con tres proteínas de segmentación: Krüppel (en azul), Hairy (en verde) y Giant (en rojo).
  • Kruppel+proteína,+Drosophila en los Encabezamientos de Materia Médica (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.