Sección 3. Información genética

Desarrollo de plantas

Así como ocurrió en el caso de los animales, los investigadores de la genética del reino vegetal se han dedicado al estudio de algunos organismos modelo en los cuales se concentra la mayor parte de las preguntas. Uno de los modelos más estudiados es una pequeña planta llamada Arabidopsis thaliana, escogida por su pequeño genoma y su fácil cultivo. Sin embargo, por razones comerciales, se utilizan también otros modelos tradicionales como el maíz y el tabaco.

El cigoto § de Arabidopsis se divide varias veces hasta formar un embrión con dos polos: uno dará origen al meristema § del tallo y otro al de la raíz. El embrión tiene, además, otras estructuras como los cotiledones §, que son las primeras hojas con las que la plántula obtendrá su energía del Sol. Ya la primera división celular de Arabidopsis es asimétrica, tanto en lo que se refiere a la morfología de sus células § como a los genes § que expresan, pero no se conocen cuáles son los mecanismos que establecen estas asimetrías. Se han identificado a varios genes que participan en el desarrollo § embrionario.

Los meristemas son los grandes arquitectos de la estructura de las plantas. Cuando las células de un meristema de tallo se dividen, algunas de las células hijas se diferencian en estructuras particulares, mientras que otras permanecen indiferenciadas.

Los meristemas de tallos y raíces no son los únicos meristemas existentes. En Arabidopsis, en cierto momento de su desarrollo, se produce un meristema de inflorescencia, el cual genera hojas de morfología particular, y una serie de meristemas de inflorescencia secundarios. Los meristemas de inflorescencia, tarde o temprano, adquieren una nueva identidad y dan lugar a flores en lugar de hojas y internudos, como ocurre en el crecimiento vegetativo. Cuando esto sucede se los llama, naturalmente, meristemas florales. La transición de un tipo de meristema a otro está mediada por distintos genes que controlan la identidad del meristema.

Genes homeóticos de las plantas que establecen la identidad de los órganos florales.

Existen cuatro órganos florales en forma de anillos concéntricos, de afuera hacia adentro: sépalos, pétalos, estambres y carpelo. La identidad de cada pieza está establecida por combinaciones de reguladores maestros. Las células que sólo expresan el gen Apetala2 se desarrollan en forma de sépalos. Las células que acumulan los productos de los genes Apetala2 y Apetala3 siguen la ruta del desarrollo que culmina en pétalo. Aquellas que combinan Apetala3 con Agamous se desarrollan como estambres y, las que sólo contienen el regulador maestro codificado por el gen Agamous forman el carpelo. Si alguno de estos patrones de expresión cambia, también cambiarán las células que expresan ciertas combinaciones y sobrevendrán transformaciones homeóticas.

Conservación y evolución en los genes del desarrollo

Genética humana: Pasado, Presente y Futuro

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