Un gen de segmentación es un término genérico para un gen cuya función es especificar el patrón de tejido en cada unidad repetida de un organismo segmentado. Los animales están formados por segmentos; sin embargo, los segmentos de Drosophila también contienen compartimentos subdivididos. Hay cinco clases de genes que contribuyen a la segmentación y el desarrollo de la drosophila embrionaria . Estas cinco clases de genes incluyen el gen de coordenadas, el gen gap, el gen de la regla de pares, el gen de polaridad de segmentos y el gen homeótico. En la drosophila embrionaria , el gen de la regla de pares define los genes omitidos impares y pares como parasegmentos, que muestran 7 rayas en el embrión. En la siguiente clase de genes, el gen de polaridad de segmentos, cada segmento individual tiene su propio polo anterior y posterior, lo que da como resultado 14 segmentos. [1] [2] En la mosca de la fruta Drosophila melanogaster , los genes de polaridad de segmento ayudan a definir las polaridades anterior y posterior dentro de cada parasegmento embrionario al regular la transmisión de señales a través de la vía de señalización Wnt y la vía de señalización Hedgehog . Los genes de polaridad de segmento se expresan en el embrión después de la expresión de los genes gap y los genes pair-rule . Los ejemplos más comúnmente citados de estos genes son engrailed y gooseberry en Drosophila melanogaster . [3] La polaridad de segmento es el último paso en el desarrollo embrionario y un patrón repetido donde cada mitad de cada segmento se elimina y una imagen especular se duplica y se invierte para reemplazar esa mitad de segmento; formando así un elemento de patrón. [4]
La polaridad de segmentación ocurre durante la liberación de morfógenos , cuya función es diferenciar patrones dentro de las secciones. [5] El desarrollo de un patrón depende de los gradientes de estos morfógenos. [5]
En Drosophila , el gen engrailed se expresa únicamente en las células de la sección posterior de cada segmento. [6] Su función es distinguir las secciones posterior y anterior de cada segmento. La expresión de Engrailed generalmente se limita a las células del compartimento posterior, pero las investigaciones sugieren que puede tener otras funciones. [7]
Se creía que el papel del gen de la grosella espinosa en la segmentación estaba involucrado en la clase de polaridad de segmento de los genes de segmentación necesarios para la formación de segmentos larvarios porque, durante la embriogénesis, la mitad de los segmentos larvarios son reemplazados por la mitad restante del segmento, pero en una polaridad invertida, lo que sugería que la grosella espinosa era un solo gen. [8] Sin embargo, se cree que este mecanismo está controlado por dos genes duplicados en lugar de uno, que se denominan grosella espinosa (gsb) y grosella espinosa neuro (gsbn) . [9]
Las investigaciones sobre los cigotos de Drosophila han indicado que varios genes de polaridad de segmento son vitales para la segmentación involucrada en la formación de neuroblastos y la diferenciación de células en su identidad de neuroblastos; por lo tanto, el desarrollo del sistema nervioso central. [10] La investigación sobre las mutaciones de pérdida de función en estos genes de Drosophila sugiere que las interacciones de los genes de polaridad de segmento también son responsables de la división de neuroblastos, afectando la cantidad de neuroblastos así como su especificidad. [11]