Projeto Biologia do Desenvolvimento - Segunda Parte

O Projeto Biologia do Desenvolvimento tem o propósito de resolver as listas de Objetivos do prof. Winter, a fim de facilitar o estudo da disciplina Biologia III.

Devido ao tamanho grande do artigo, ele foi dividido em duas partes, a primeira com noções de biologia geral do desenvolvimento e de vertebrados (de "Benefícios do Sexo e Meiose" até "Diversificação celular e memória celular") e a segunda sobre o desenvolvimento da Drosófila (de "Biologia da Drosófila" até "Alocação celular e genes seletores de Drosófila").

Esta é a segunda parte.

Projeto Biologia do Desenvolvimento - Primeira Parte

Instruções Gerais

• Cole o exercício da lista, e responda, colocando a bibliografia utilizada.
• Coloque observações importantes sobre o assunto no resumo.

Referências

• Site do Winter
• The Cell
• Gilbert
• O outro livro

Biologia da Drosófila

Lista 1 (aula 12)

1. Descreva o ciclo de vida de drosófila. Quantos e quais estágios (stages) o compõe.

2. Insetos holometábolos como drosófila possuem duas fases ativas distintas no seu ciclo de vida. Essas duas fases apresentam atividades principais diferentes: as larvas se alimentam e armazenam reservas que serão utilizadas para a metamorfose (fase pupal) e os adultos se reproduzem. No desenvolvimento hemimetábolo as fases juvenis são diferentes dos adultos somente no tamanho e pelo fato de não se reproduzirem. Quais as “vantagens”. do desenvolvimento holometábolo em relação ao hemimetábolo do ponto de vista evolutivo?

3. Qual a estrutura química dos hormônios envolvidos na metamorfose. Os insetos, assim como os nematóides e outros invertebrados, são incapazes de sintetizar colesterol. Qual(is) hormônio(s) dos insetos devem depender da ingestão de colesterol para sua síntese?

4. Como os hormônios controlam as mudas (molts) de larva->larva, larva->pupa e pupa->adulto?

5. O que são pufes? Como surgem nos cromossomos da glândula salivar da larva? Proponha um mecanismo de ação da ecdisona no nível molecular.

6. Qual o tamanho do genoma de drosófila? Quantos cromossomos o compõe? Como é a determinação de sexo em drosófila?

7. Qual a importância dos cromossomos politênicos no estudo de drosófila? Se eles são importantes, como voce explica o fato deles terem sido descritos em drosófila somente em 1935, após Thomas H. Morgan (o introdutor da drosófila como sistema para estudo de genética) ter ganho o prêmio Nobel em 1933 (pela demonstração dos cromossomos na transmissão de características hereditárias).

8. Descreva e defina: aberrações cromossômicas | mutações puntuais | cromossomos balanceadores|

9. Como é realizado o mapeamento por deleções em drosófila?

10. Qual a vantagem de se usar métodos genéticos para estudo do desenvolvimento em relação à abordagem da embriologia experimental?

11. Descreva e defina: mutações de efeito materno | mutações letais | mutações visíveis.

12. O que são mutações letais condicionais e como elas podem ser úteis no estudo do desenvolvimento?

Genética e embriogênese de Drosófila

Lista 2 (aula 14)

1. Como ocorre a formação do padrão nos animais?

2. Como se pode mostrar que o produto de bicoid é fornecido pela mãe no ovócito?

3. Descreva os efeitos das mutações do locus esc em drosófila.

4. Qual a diferença entre um segmento e um para-segmento no embrião de drosófila? O que cada um deles origina?

5. Quais as diferenças entre as mutações no locus esc e no locus Notch? E as semelhanças?

6. Por que mesmo estando 80% dos produtos gênicos necessários para o desenvolvimento do embrião presentes no ovócito, essa informação não é suficiente para montar o embrião?

7. Para que servem os produtos que a mãe deposita no citoplasma do ovócito?

8. O que são células polares e quais genes estão envolvidos na sua determinação?

9. Onde estão e o que são os produtos que determinam o destino das células polares?

10. Descreva a formação das células da blastoderme. Elas estão isoladas umas das outras?

11. Como a genética pode ajudar a definir funcionalmente a determinação das células endodérmicas durante a gastrulação?

12. Como se pode manipular, através de técnicas de genética molecular, a expressão de um gene para testar o seu papel durante a gastrulação?

Estabelecimento dos Eixos no embrião de Drosófila

Lista 3 (aula 16)

1. Qual a explicação de Sander para os seus primeiros experimentos em Euscelis (um gafanhoto)?

2. O que os experimentos de Sander com transplantes em ovos de Euscelis mostraram? Existem ou não determinantes na parte posterior dos ovos?

3. Qual o efeito de mutações no gene bicoid?

4. No que as mutações em bicoid lembram os experimentos de Sander com Euscelis?

5. Ao aumentar o número de cópias de bicoid na mãe, o que acontece com o padrão de para-segmentos no embrião? Os experimentos de transplante de citoplasma anterior apoiam estes resultados? Por que?

6. Como o mRNA de bicoid fica localizado na região anterior do citoplasma do ovo? Como isso foi mostrado experimentalmente?

7. Qual o efeito das mutações swallow, exuperantia e staufen sobre a localização do mRNA de bicoid?

8. Como o gradiente de BICOID (a proteína codificada em bicoid) é mantido no ovo?

9. Qual o gene primário para determinação do padrão posterior? Como isso foi mostrado?

10. Como o gradiente de hunchback é construído no zigoto?

11. Como durante a evolução foi mantido um sistema que "desperdiça" dois genes (nanos e hunchback) que poderiam haver sido eliminados?

12. Como usamos método de transplante de células polares? O que esse método pode ajudar a responder em relação às mutações de origem materna?

13. Como funciona o sistema terminal?

14. Como os tres sistemas (anterior, posterior e terminal) funcionam para determinar o padrão antero-posterior do ovo recém-posto.

15. Como é determinado o padrão dorso-ventral?

16. No modelo mais aceito para determinação do padrão dorso-ventral, a proteína codificada em dorsal forma um gradiente ao longo do eixo dorsoventral, estando mais concentrada no lado ventral. Qual sua localização celular? Como a mutação cactus afeta essa distribuição?

Estabelecimento do padrão do embrião de Drosófila

Lista 4 (aula 18)

1. Qual é o fenótipo geral das mutações que ocorrem nos "gap genes"?

R: Deleção/substituição de segmentos e má formação de algumas partes do indivíduo.

2. BICOID controla a transcrição de hunchback zigótico. Essa afirmação possui bases experimentais no nível molecular? Quais?

R: Sim (...)

3. Quais as vantagens e desvantagens de se usar um gene "reporter" para estudar a expressão de genes durante a embriogênese de drosófila?

R:

4. Como foi determinada a região do promotor de hunchback que interage com BICOID?

R:

5. Como são controlados o limiar e a amplitude da resposta do promotor de hunchback a BICOID?

R:

6. Como foi localizada, in vitro, a posição do promotor de hunchback que interage com BICOID?

R:

7. Os experimentos in vitro fornecem resultados importantes, mas possuem uma série de problemas. Quais são eles? Como eles podem ser evitados?

R:

8. Como o gradiente de hunchback é lido e quantos são os limiares de seu gradiente?

R:

9. O controle dos "gap genes" é mais complicado do que o modelo proposto, podendo haver mecanismos parcialmente redundantes de controle. Do ponto de vista de estabilidade do embrião e da seleção natural, qual o motivo desta redundância?

R: A redundância se deve ao fato de se querer aumentar as chances do embrião desenvolver-se de modo completo (ou de diminuir as chances de que algo saia errado), aumentando, assim, as chances de sobrevivência da espécie.

10. Qual a importância do método de "blue jumps" ou "enhancer traps"?

R:

11. Quais dos "gap genes" respondem ao gradiente de receptor torso ativado?

R: huckebein e tailless. (?)

12. Uma mutação torso pode ser mimetizada por mutação nesses genes?

R: Não. (?)

13. Qual dos dois genes, twist ou snail, está imediatamente "downstream" do morfógeno dorsal? Por que?

R:

14. Qual efeito das mutações em genes do tipo "pair rule"?

R: Falhas na segmentação do embrião.

15. Os genes hairy e eve podem ter seus promotores dissecados e suas expressões dependem de uma série de outras proteínas codificadas em "gap genes", bem como bicoid. Como isso explica a expressão destes genes em faixar algernadas ao longo do eixo antero-posterior do embrião, principalmente eve?

R:

16. Existe uma hierarquia linear entre genes maternos que defines os gradientes do eixo antero-posterior, "gap genes" e "pair rule genes"? Justifique.

R:

Alocação celular e genes seletores de Drosófila

Lista 5 (aula 20)

1. Qual o papel de engrailed e wingless?

R: São os genes que determinam a polaridade dos segmentos (engrailed - anterior ; wingless - posterior)

2. No que difere a ação da proteína codifcada em wingless daquelas codificadas nos genes que antecedem a celurazização da blastoderme?

R:Os genes que antecedem a celularização agem como fatores de transcrição. en e wg agem através de uma via de sinalização.

3. Como o gradiente da proteína codificada em wg controla a expressão de en? Que gene controla a expressão de wg?

R:ftz e eve reprimem wg. eg codifica uma proteína que age nos receptores frizzled mantendo a expressão de en.

4. Como é mantido o padrão de expressão dos genes homeióticos, uma vez que sua transcrição é iniciada por genes que estão "upstream" a eles?

R: Os genes homeióticos se auto-regulam.

5. Os genes homeióticos desencadeiam a expressão dos genes chamados realizadores, responsáveis pela formação de tecidos específicos e primórdios dos órgãos. Cite os métodos (explique os princípios envolvidos) utilizados para a identificação desses genes realizadores.

R: Os genes homeióticos são fatores de transcrição, ou seja, as proteínas que eles codificam se ligam ao DNA pelo homeodomínio. Usando anticorpos podemos precipitar, purificar e seqüenciar as seqüencias de DNA.

6. O que é um homeodomínio e qual a sua função? Só proteínas codificadas em genes homeióticos possuem homeodomínios?

R: Homeodomínio é a região da proteína que se liga ao DNA e tem a função de fator de transcrição. Não.

7. Os genes homeióticos possuem introns enormes. Como isso afeta a expressão desses genes?

R: Eles demoram mais para serem expressos.( melhorem minha resposta)

8. Como somente 3 genes do complexo bitorax estabelecem a identidade do terceiro segmento toráxico e dos 10 segmentos abdominais?

R: As concentrações diferentes desses 3 genes fazem a diferenciação dos segmentos.

9. No que consiste o modelo proposto por Lewis para explicar a ação do complexo bitórax?

R: Lewis acreditava que a ação do complexo era controlada por diversos (10) genes diferentes, enquanto que na verdade são apenas 3.

10. Tendo em vista os resultados no nível molecular sobre o complexo bitórax, como fica o conceito clássico de gene?

R: Fica obsoleto, ultrapassado, fora de moda, véio, ruim .

Ver também

• Projeto Biologia do Desenvolvimento - Primeira Parte
• Biologia III
• Carlos Eduardo Winter