Articulo de referencia

Ortodentículo

Orthodenticle (otd ) es un homeobox que se encuentra en Drosophila y que regula el desarrollo del patrón anterior, con una participación particular en la función del sistema ner...

Orthodenticle (otd )es unhomeoboxque se encuentra en Drosophila y que regula el desarrollo del patrón anterior, con una participación particular en la función del sistema nervioso central y el desarrollo del ojo.[ 1 ] Se localiza en elcromosoma X. [ 1 ] El gen es unortólogodelgenOTX1/OTX2 . [ 2 ]

Función

Durante el desarrollo embrionario de Drosophila , otd es necesario para que la cabeza y la línea media ventral se desarrollen correctamente. En la etapa larvaria, otd se expresa en estructuras epiteliales específicas en forma de saco conocidas como discos imaginales que posteriormente dan lugar a las estructuras externas de la cabeza y el tórax . En particular, otd es necesario para el desarrollo de la región dorsal de la cabeza de Drosophila adulta , que se forma a partir de la fusión de dos discos oculares-antenales. La distribución de la proteína otd ocurre a lo largo de una concentración de los primordios de los discos imaginales para estas estructuras de la cabeza de tal manera que se requieren diferentes niveles de expresión de otd para que se establezcan subdominios mediolaterales diferenciales. [ 3 ] En Drosophila , la función de otd como factor esencial en la formación del patrón anterior ha sido reemplazada por Bicoid , otra proteína homeodominio [ 4 ] que está involucrada en el patrón anterior de tal manera que el ARNm de bcd se secuestra en el polo anterior del ovocito maduro . En ausencia de bcd , todas las estructuras anteriores del embrión, incluidos los segmentos cefálico y torácico , no se desarrollan, y en su lugar se observan duplicaciones de estructuras posteriores. [ 4 ]

Además, otd participa en el desarrollo de los ocho fotorreceptores de Drosophila adulta en cada una de sus ~700 unidades oculares individuales, conocidas como omatidios [ 5 ] y su distribución proximal-distal en el ojo. [ 6 ] Los dos tipos de fotorreceptores, externos (OPR) e internos (IPR), se distinguen por su función y anatomía, de modo que los OPR tienen seis neuronas que responden a condiciones de luz tenue y son importantes para la detección de movimiento, mientras que los IPR tienen dos neuronas que diferencian el color. [ 5 ] Los OPR poseen superficies apicales de captación de luz llamadas rabdomeros, y otd es necesario para la morfogénesis de los rabdomeros. La expresión rápida de otd en todos los OPR e IPR se encuentra después de la especificación de las células neuronales en la etapa larvaria tardía y persiste a través de la diferenciación de los fotorreceptores. En las etapas posteriores del desarrollo, desde la pupación hasta la edad adulta, otd activa las proteínas rodopsinas Rh3 y Rh5, sensibles a la luz, en las IPR, al tiempo que reprime la Rh6 en las OPR.

Regulación

Embrión

En la región de la cápsula anterior del blastodermo sincitial , que tiene núcleos no segregados a lo largo de la periferia del blastodermo, bicoid en bajas concentraciones es suficiente para activar la expresión de otd a través de un potenciador ubicado corriente arriba del gen otd . [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Más tarde, en el blastodermo celular, que tiene todos los núcleos a lo largo de la periferia separados en células individuales con su propia membrana celular , la expresión de otd está limitada a una banda dorsal y anterior debido a la represión de bicoid por torso, hunchback y dorsal. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] La expresión de torso y hunchback reprime la expresión de otd en la región más anterior del blastodermo mientras que la expresión de dorsal reprime la expresión en la región ventral. [ 1 ] [ 7 ] También se ha observado la represión independiente de Groucho de otd por runt , un gen de regla de pares , en las regiones anterior y posterior del blastodermo sincitial y celular . [ 10 ]

Sin óculos

Ocelliless ( oc ) es una mutación general en el locus del gen otd en Drosophila , [ 11 ] que resulta en una pérdida de ocelos : los tres órganos fotorreceptores ubicados en la región anterior de las cabezas de Drosophila [ 1 ]. Dos alelos , oc1 y ocγa1 , son causados ​​por lesiones corriente abajo del último exón en otd que mostró actividad potenciadora . [ 11 ] Otra característica del fenotipo oc son las cerdas anormales o eliminadas en la región del ocelo, [ 12 ] que se relaciona con el papel del gen otd de tipo silvestre en la mediación del patrón anterior. [ 4 ] El mismo fenotipo oc se encuentra en alelos de pérdida de función del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) y mutantes de silenciamiento por ARNi de pointed (pnt) [ 13 ].

El efecto de oc sobre los ocelos puede ser complementado por otd uvi , otro alelo hipomórfico del gen otd . Los heterocigotos otd uvi /oc no muestran fenotipo ocelar ni fenotipo fotorreceptor (célula R), un fenotipo que está relacionado con el alelo otd uvi . [ 6 ]

El fenotipo mutante Ocelliless no se limita solo a la pérdida de ocelos. Tiene un papel en la alteración de la ovogénesis , donde la capa interna y externa del corion en los huevos mutantes oc se separan entre sí dejando espacio para desechos que no se observa en el tipo silvestre otd , y en la alteración de las capacidades reproductivas, donde las moscas hembra homocigotas para la mutación oc son estériles . [ 14 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 Finkelstein R, Smouse D, Capaci TM, Spradling AC, Perrimon N (julio de 1990). "El gen orthodenticle codifica una nueva proteína con dominio homeótico involucrada en el desarrollo del sistema nervioso de Drosophila y las estructuras visuales ocelares" . Genes & Development . 4 (9): 1516– 1527. doi : 10.1101/gad.4.9.1516 . PMID 1979296 . 
  2. Leuzinger S, Hirth F, Gerlich D, Acampora D, Simeone A, Gehring WJ, Finkelstein R, Furukubo-Tokunaga K, Reichert H (abril de 1998). "Equivalencia del gen ortodenticle de la mosca y los genes OTX humanos en el desarrollo cerebral embrionario de Drosophila" . Development . 125 (9): 1703–1710 . doi : 10.1242/dev.125.9.1703 . PMID 9521908 . 
  3. Royet J, Finkelstein R (noviembre de 1995). "Formación de patrones en el desarrollo de la cabeza de Drosophila: el papel del gen homeobox orthodenticle" (PDF) . Development . 121 (11): 3561–72 . doi : 10.1242/dev.121.11.3561 . PMID 8582270 . 
  4. 1 2 3 Datta RR, Ling J, Kurland J, Ren X, Xu Z, Yucel G, Moore J, Shokri L, Baker I, Bishop T, Paolo S, Levina R, Bulyk ML, Johnstron Jr RJ, Small S (mayo de 2018). " Un relé de retroalimentación directa integra las actividades reguladoras de Bicoid y Orthodenticle mediante la unión secuencial a sitios subóptimos" . Genes & Development . 32 ( 9–10 ): 723–736 . doi : 10.1101/gad.311985.118 . PMC 6004077. PMID 29764918. S2CID 21727027 .   
  5. 1 2 McDonald EC, Xie B, Workman M, Charlton-Perkins M, Terrel DA, Reischl J, Wimmer EA, Gebelein BA, Cook TA (noviembre de 2012). "Dominios reguladores transcripcionales separables dentro de Otd controlan eventos de diferenciación terminal de fotorreceptores" . Developmental Biology . 347 (1): 122– 132. doi : 10.1016/j.ydbio.2010.08.016 . PMC 2969183. PMID 20732315 .  
  6. 1 2 Vandendries ER, Johnson D, Reinke R (enero de 1996). "Orthodenticle es necesario para el desarrollo de las células fotorreceptoras en el ojo de Drosophila" . Developmental Biology . 173 (1): 243– 255. doi : 10.1006/dbio.1996.0020 . PMID 8575625 . 
  7. 1 2 3 Gao Q, Wang Y, Finkelstein R (mayo de 1996). "Regulación ortodenticular durante el desarrollo de la cabeza embrionaria en Drosophila" . Mechanisms of Development . 56 (1): 3– 15. doi : 10.1016/0925-4773(96)00504-7 . PMID 8798143. S2CID 16431692 .  
  8. 1 2 Gao Q, Finkelstein R (septiembre de 1998). "Dirigiendo la expresión génica a la cabeza: El gen orthodenticle de Drosophila es un objetivo directo del gen bicoid". Development . 125 (21): 4185– 4193. doi : 10.1242/dev.125.21.4185 . PMID 9753673 . 
  9. 1 2 Mazumdar A, Mazumdar M (octubre de 2022). "Cómo uno se convierte en muchos: celularización del blastodermo en Drosophila melanogaster". BioEssays . 24 (11): 1012– 1022. doi : 10.1002/bies.10184 . PMID 12386932 . S2CID 45642558 .  
  10. Tsai CC, Krame SG, Gergen JP (diciembre de 1998). "El gen runt, que rige el emparejamiento, restringe la expresión de orthodenticle a la cabeza presunta del embrión de drosophila". Developmental Genetics . 23 (1): 35– 44. doi : 10.1002/(SICI)1520-6408(1998)23:1 < 35::AID-DVG4 > 3.0.CO ; 2-7 . PMID 9706692 . 
  11. 1 2 Blanco J, Seimiya M, Pauli T, Reichert H, Gehring WJ (mayo de 2009). "Las vías de señalización Wingless y Hedgehog regulan la ausencia de ortodentículos y ojos durante el desarrollo de ocelos en Drosophila" . Developmental Biology . 329 (1): 104– 115. doi : 10.1016/j.ydbio.2009.02.027 . PMID 19268449 . 
  12. Fichelson P, Brigui A, Pichaud F (mayo de 2012). "Orthodenticle y el homólogo 1 de Kruppel regulan la maduración de los fotorreceptores de Drosophila" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 109 (20): 7893– 7898. Bibcode : 2012PNAS..109.7893F . doi : 10.1073/pnas.1120276109 . PMC 3356647. PMID 22547825 .  
  13. Jean-Guillaume CB, Kumar JP (mayo de 2022). " Desarrollo del sistema visual ocelar en Drosophila melanogaster" . The FEBS Journal . 289 (23): 7411– 7427. doi : 10.1111 / febs.16468 . PMC 9805374. PMID 35490409. S2CID 248477548 .   
  14. Johnson CC, King RC (diciembre de 1974). "Oogénesis en el mutante sin ocelos de Drosophila melanogaster Meigen (Diptera: Drosophilidae)" . International Journal of Insect Morphology and Embryology . 3 ( 3–4 ): 385–395 . doi : 10.1016/0020-7322(74)90032-4 .