Atividade biologia do desenvolvimento

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ATIVIDADE BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO
1-Contraste a função dos genes homeóticos com a dos genes de regra dos pares.
Os genes homeóticos são os responsáveis por determinar a identidade de estruturas especificas do corpo. Dessa forma, quando genes homeóticos são inativados ou expressos em locais incomuns devido a mutações, eles podem transformar a identidade de um segmento em outro. Esses genes são geralmente expressos nas regiões do corpo que eles regulam, começando nas fases iniciais do desenvolvimento embrionário e continuando a serem expressos na vida adulta. Enquanto que os genes de regra dos pares são ativados por interações entre os genes gap (genes gap são ativados por interações entre produtos de proteínas de genes de efeitos maternos e regulam-se entre si. Eles são responsáveis por definir regiões grandes e de multi-segmentos de uma mosca.) e seus padrões de expressão são apurados por interações de um com o outro. Quando um gene pair-rule não está presente devido a mutações, há uma perda de estruturas no segmento onde esse gene é normalmente expresso. Os genes Hox são ativados em padrões específicos por produtos de proteínas dos genes gap e pair-rule.
2-Mostrou-se que alguns dos genes Hox de mamíferos são mais semelhantes a um dos genes Hox de insetos que outros. Descreva um enfoque experimental que lhe permita demonstrar esse achado em um contexto funcional.
Inicialmente, esses genes foram descobertos na mosca da fruta (Drosophila Melanogaster) e ficaram conhecidos como complexo HOM-C. Esse gene desempenha um papel crucial no estabelecimento da identidade Antero-Posterior (3’ para 5’) na Drosophila Melanogaster. Os padrões de expressão espaciais e temporais de genes HOX ao longo do eixo A-P na mosca refletem a sua posição no cromossomo: genes na extremidade 3’ são expressos anteriormente no desenvolvimento e na parte mais anterior do embrião, e genes na extremidade 5’ são expressos mais tarde no desenvolvimento em regiões mais posteriores do embrião. Estudos em ratos mostraram que os padrões de expressão espaciais e temporais desses genes são também correlacionados com a sua posição a partir de 3 ‘para 5’ em cada conjunto, indicam que a colinearidade espacial e temporal dos genes HOX é conservada em mamíferos.
Há uma grande quantidade de dados indicando que os genes HOX são fundamentais para padronização do esqueleto axial em vertebrados e que as mudanças na expressão têm ajudado a moldar a evolução dos planos corporais entre os metazoários. Padrões do gene HOM-C Ultrabithorax (Ubx) de expressão estão associados com o aumento diferencial de determinados segmentos membros pélvicos em diferentes espécies. Estudos identificaram vários papéis importantes para os genes HOX no desenvolvimento de órgãos que correspondem à sua expressão ao longo do eixo A-P.
3-Os genes HoxA3 e HoxD3 de camundongos são parálogos que ocupam posições equivalentes nos seus respectivos conjuntos de genes Hox e compartilham cerca de 50% de identidade entre as suas sequências codificadoras de proteínas. Camundongos com HoxA3 defeituoso apresentam deficiências nos tecidos da faringe, e camundongos com o gene HoxD3 defeituoso apresentam deficiências no esqueleto axial, sugerindo funções diferentes para esses genes parálogos. Foi, portanto, surpreendente quando se observou que a reposição do gene HoxD3 defeituoso por um gene HoxA3 normal, corrigia essas deficiências, assim como aconteceu no experimento recíproco de reposição de um gene HoxA3 mutante por um gene HoxD3 normal. Os genes transplantados, no entanto, não foram capazes de corrigir sua própria função, ou seja, um gene normal HoxA3 no lócus HoxD3 não pode corrigir a deficiência causada por um gene HoxA3 mutante presente no lócus HoxA3. O mesmo ocorre para o gene HoxD3. Se os genes HoxA3 e HoxD3 são equivalentes, como eles desempenham papéis tão distintos durante o desenvolvimento? Por qual razão eles não são capazes de desempenhar sua função normal na nova localização?
Embora ambos os genes HoxA3 e HoxD3 sejam equivalentes, cada gene HOX em especifico desempenha um papel na expressão de uma determinada característica, sendo assim, se eles mudarem de localização, irão continuar a expressar a característica correta, mas no local errado, causando uma mutação.