La razón por la que parece que la ontogenia ( desarrollo de un organismo individual o característica anatómica o conductual desde la etapa más temprana hasta la madurez ) recapitula la filogenia ( el desarrollo evolutivo y la diversificación de una especie o grupo de organismos, o de una característica particular de un organismo ), particularmente entre los vertebrados, tal vez se deba a que existe una gran similitud entre los genes que controlan el desarrollo del plan corporal ( es decir, similitud en las redes de transcripción, red de genes que controlan la expresión de otros genes ) .
- Entonces, a medida que los animales crecen, la similitud de las redes de transcripción hace que el plan de crecimiento del cuerpo se vea similar. Con el tiempo, las diferencias en el perfil de expresión de las redes de transcripción se acumulan causando que los planes del cuerpo diverjan y se vuelvan diferentes.
- Las siguientes figuras ilustran la similitud de las redes de transcripción entre especies. Las figuras también muestran cómo se pueden lograr variaciones en la estructura del cuerpo mediante el control selectivo de la expresión de ciertos genes y la duración de su expresión mediante factores de transcripción ( genes que controlan la expresión de otros genes ).
Expresión de genes Hox en deuterostomas: el grupo de genes Hox está duplicado en vertebrados. Hay ocho grupos de genes Hox en peces teleósteos, que muestran una duplicación adicional de los cuatro grupos de genes Hox encontrados en los vertebrados de tetrápodos. En contraste, los deuterostomas de invertebrados tienen cada uno un grupo. Los Ascidianos carecen de algunos de los genes Hox medios, y el grupo se divide en dos cromosomas. Los equinodermos y los hemicordados comparten una duplicación independiente de los genes posteriores, llamados Hox 11 / 13a, Hox 11 / 13b y Hox 11 / 13c. Los hemicordados muestran una expresión anterior a posterior en el ectodermo, que producirá una red nerviosa más adelante en el desarrollo. Los equinodermos muestran expresión adulta en el anillo nervioso con el lado oral correspondiente al anterior en cordados y hemicordados.
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Construyendo planes corporales divergentes con vías genéticas similares
Organización genómica y patrones de expresión colineal de genes Drosophila HOM y genes Hox de mamíferos. Representación esquemática del complejo homeótico Drosophila (HOM-C), los cuatro complejos Hox humanos y un hipotético complejo homeótico ancestral se muestran mostrando sus posibles relaciones filogénicas [modificado de Favier y Dollé (13)]. Cada gen está representado por un cuadro de color. Los dominios de expresión de los genes HOM / Hox se esquematizan en una mosca y en el SNC y las prevertebras de un feto humano (extrapolado de los datos en el ratón). En aras de la claridad, la superposición parcial entre las transcripciones de genes HOM en segmentos torácicos y abdominales de la mosca y los dominios de expresión superpuestos de genes Hox de mamíferos a lo largo del eje del cuerpo no están representados; por lo tanto, cada color está destinado a mostrar el dominio de expresión más anterior de una subfamilia dada. Las abreviaturas del gen HOM son: laboratorio, labial; pb, proboscipedia; Dfd, deformado; Scr, peines sexuales reducidos; Antp, Antennapedia; Ubx, Ultrabithorax; abd-A, abdominal-A; Abd-B, abdominal-B.
Genes de homeobox en embriogénesis y patogénesis
Visualización esquemática de los límites mesodérmicos anteriores aproximados de la expresión del gen Hox en el ratón y la serpiente. Dibujo esquemático de un ratón y un esqueleto de serpiente, con indicaciones de los límites anteriores aproximados de la expresión del gen Hox, demostrando una conservación de las zonas de expresión de ColinearHox global en la serpiente a pesar de la ausencia de un esqueleto regionalizado correspondiente. Los colores indican la región anatómica predominante con la que están asociados los genes. Para conocer los niveles precisos de expresión de Hox en la serpiente, consulte la Tabla 1 , para conocer los datos exactos de expresión del ratón, consulte la literatura citada. Para el ratón, los datos de expresión de Burke et al. (1995 ) se utilizaron para HoxB4, HoxC5, HoxC6 y HoxB7.HoxA7 es según Püschel et al. (1990 ), HoxA3 según Gaunt (1988 ), HoxC13 según Godwin y Capecchi ( 1998 ), HoxA6 según Toth et al. (1987 ), HoxB6 según Becker et al. (1996 ), HoxB8 y HoxC8 según van den Akker et al. (2001 ) y HoxC10 según Hostikka y Capecchi (1998) . La posición relativa de HoxB9 se mapea de acuerdo con su expresión en la transición lumbar / torácica en pollo ( Burke et al., 1995 ). Sin embargo, en el ratón, la expresión de HoxB9 parece estar cambiando dinámicamente a lo largo del eje, con etapas anteriores más anteriores y en etapas posteriores más expresión posterior que la indicada aquí ( McIntyre et al., 2007 ; Chen y Capecchi, 1997 ). Genéticamente, se ha demostrado que los genes Hox-9 están involucrados en el diseño del tórax, así como en la supresión del destino torácico anterior en la región lumbar ( McIntyre et al., 2007 y Chen y Capecchi, 1997 ), por lo tanto, el gen es indicado en el ratón como torácico y lumbar.
Patrones axiales en serpientes y cecilios: evidencia para una interpretación alternativa del código Hox, Developmental Biology 2009
Referencias Adicionales
Amazon.com: Introducción a la biología de sistemas: Principios de diseño de circuitos biológicos (Chapman & Hall / CRC Biología matemática y computacional) (9781584886426): Uri Alon: Libros
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La característica más obvia para notar aquí es la cola en el embrión humano. Es una característica que los humanos embrionarios comparten con todos los demás vertebrados, pero desaparece durante el desarrollo. Si lo mira de reojo, puede imaginar que la ontogenia se reproduce en el mismo orden que la evolución. 