As estruturas externas da mosca adulta são formadas em grande parte de rudimentos cha- mados de discos imaginais – grupos de células que são deixadas de lado, aparentemente indiferenciadas, em cada segmento da larva. Os discos são bolsas de epitélio, de forma se- melhante a balões enrugados e achatados, e contíguas à epiderme (a camada superficial) da larva. Existem 19 discos, arranjados como nove pares em cada lado da larva mais um disco na linha média (Figura 22-51). Eles crescem e desenvolvem seu padrão interno enquanto a larva cresce, até que, finalmente, na metamorfose, viram pelo avesso (colocam a porção interna no lado exterior), estendem-se e diferenciam-se abertamente para formar a camada epidérmica do adulto. Os olhos e as antenas desenvolvem-se a partir de um par de discos, as asas e parte do tórax a partir de outro, o primeiro par de patas de outro, e assim por diante.
Figura 22-49 Criação de células mu- tantes pela recombinação somática induzida. Os diagramas seguem a destinação de um único par de cromos- somos homólogos, um do pai (som-
breado), o outro da mãe (não-sombrea- do). Estes cromossomos possuem um
elemento Frt (ver de) inserido próximo aos seus centrômeros e contêm um lócus para o gene de interesse – gene X – mais adiante ao longo do mesmo braço do cromossomo. O cromossomo paterno (neste exemplo) carrega o alelo selvagem do gene X (retângulo
delimitado em vermelho), enquanto o
cromossomo materno carrega um alelo mu tante recessivo (retângulo vermelho). A recom binação pela troca de DNA en- tre os cromosso mos materno e paterno, catalisada pela FLP recom binase, pode dar origem a um par de células–filhas, uma contendo duas cópias do tipo selvagem do gene X, a outra contendo duas cópias mutantes. Para auxiliar a identificação das células onde a re- combinação ocorreu, os cromossomos mater no e paterno podem ser escolhi- dos para portar diferentes marcadores genéticos (não-mostrado), capazes de gerar um produto visível, e posiciona- dos no cromossomo de maneira que a recombinação envolvendo o lócus mar- cador – resultando em uma alteração visível na aparên cia das células – possa ser considerada como um sinal seguro de que o gene X também sofreu recom- binação. REPLICAÇÃO CROMOSSÔMICA FLP CATALISA A PERMUTAÇÃO MITÓTICA E A RECOMBINAÇÃO A CÉLULA SE DIVIDE Célula homozigota para
o gene mutante X Célula homozigota parao gene normal X
A proliferação clonal gera regiões homozigotas na asa UM SINAL INDUTOR ATIVA O PROMOTOR DO GENE Flp mRNA Gene Flp FLP recombinase
Célula da mosca heterozigota para o gene mutante X e homozigota para Frt (alvo da FLP recombinase) Cromossomo materno Cromossomo paterno Gene mutante X Frt Alberts_22.indd 1349 Alberts_22.indd 1349 29.07.09 16:49:2929.07.09 16:49:29
Figura 22-50 A técnica Gal4/Uas para o controle da expressão gênica alterada em Drosophila. O método permite que se possa direcionar a expressão de um gene G escolhido nos locais e nos momentos onde um outro gene H de Drosophila normal- mente é expresso. (A) Um animal transgênico é criado com duas construções separadas inseridas no seu genoma. Um inserto consiste em uma sequência reguladora específica de leveduras, chamada de elemento Uas (de upstream activating sequence), acoplada a uma cópia da sequência codificante do gene G. O outro inserto contém a sequência codificante do gene de levedura
Gal4, cujo produto é uma proteína de regulação gênica específica de levedura que se liga ao elemento Uas; este inserto Gal4 é
colocado próximo à região reguladora do gene H e é controlado por ela. Onde quer que o gene H seja expresso normalmente, a proteína Gal4 também é produzida e induz a transcrição do gene G. (B) Embora se possa alcançar o mesmo resultado pela ligação de uma cópia da sequência reguladora H diretamente na sequência codificante G, a metodologia de Gal4/Uas possibilita uma estratégia que é mais eficiente em um plano maior. Duas “bibliotecas” separadas de moscas transgênicas são construídas; uma contendo insertos Gal4 controlados por uma variedade de sequências reguladoras de diferentes genes A, B, C, etc., a ou- tra contendo insertos Uas controlando uma variedade de sequências codificantes X, Y, Z, etc. Pelo cruzamento das moscas de uma biblioteca com moscas da outra, qualquer sequência codificante desejada pode ser funcionalmente acoplada a qualquer sequência reguladora desejada. Para gerar a biblioteca de moscas com inserções Gal4 em locais úteis, as moscas são primeira- mente produzidas com inserções Gal4 em localizações aleatórias do seu genoma. Estas moscas são então cruzadas com moscas contendo um elemento Uas ligado a um gene repórter com um produto facilmente detectável. A expressão do gene repórter re- vela se Gal4 foi inserido em um local que torna a sua expressão controlada por um estimulador interes sante; as moscas mostran- do padrões repórter interessantes são mantidas e estudadas. Esta técnica é chamada de técnica de armadilha de estimuladores, pois fornece uma maneira de caçar e caracterizar sequências reguladoras interessantes no genoma.
Gal4 Gal4 Gal4 gene X Uas gene Y Uas gene Z Uas X (B)
(A) Qualquer combinação escolhida das sequências reguladoras (A, B, C, etc.)
com as sequências codificantes (X, Y, Z, etc.) Gene Gal4
Gene G
Proteína G Sinais que ativam a expressão
normal do gene H Sequência reguladora do gene H Expressão de Gal4 Expressão do gene G Proteína Gal4 Elemento Uas A B C Lábio Clypeo-
labrum Pró-tóraxdorsal Olho +antena Pata Asa + tóraxdorsal Haltere Genitais Figura 22-51 Os discos imaginais na
larva de Drosophila e as estruturas do adulto que eles originam. (Segundo J. W. Fris trom et al., in Problems in Biol- ogy: RNA in Deve lopment [E. W. Hanley, ed.], p. 382. Salt Lake City: University of Utah Press, 1969.)
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