Modelul ABC de dezvoltare a florilor
Genele clasei A (albastru) afectează petalele și sepalele, clasa B (galbenă) afectează petalele și staminele, clasa C (roșie) afectează staminele și pistilii.
Modelul ABC de dezvoltare a florilor în angiosperme a fost formulat de Enrico Coen și Elliot Meyerowitz în 1991. [1] Acest model a fost dezvoltat din observații asupra mutanților homeotici . Modelul ABC descrie modul în care expresia factorilor de transcripție în diferitele părți ale florii reglează dezvoltarea organelor florii.
Două observații cheie au condus la formularea acestei teorii. În primul rând, descoperirea mutațiilor homeotice în care un organ se dezvoltă într-o zonă diferită de cea în care ar trebui să se dezvolte în condiții normale. De exemplu, trandafirul sălbatic are doar cinci petale, dar multe stamine . Trandafirul de grădină, pe de altă parte, are o mutație homeotică care induce dezvoltarea petalelor în locul staminelor. În al doilea rând, fiecare dintre genele care influențează identitatea unui organ de flori afectează două grupuri de organe de flori, influențând dezvoltarea petalelor și sepalelor sau afectând petalele și staminele. [2]
Genele de dezvoltare ale organelor florilor sunt împărțite în trei clase, pe baza tipului de organ pe care îl dezvoltă. Mutațiile genelor din clasa A afectează sepalele și petalele. Mutațiile din clasa B afectează petalele și staminele, în timp ce mutațiile din genele din clasa C afectează staminele și pistilii . Toate aceste trei gene sunt numite gene homeotice , care sunt traduse în proteine . Fiecare dintre aceste proteine conține o secvență MADS-box , o regiune care se leagă de ADN , la nivelul promotorilor genelor și reglează transcrierea acesteia. La fel ca toți factorii de transcripție, aceștia reglementează, prin urmare, expresia anumitor proteine, în acest caz cele care controlează dezvoltarea organelor florale.
| Antirrhinum | Arabidopsis | |
|---|---|---|
| Clasa a | SQUAMOSA (SQUA) LIPLESS1 (LIP1) LIPLESS2 (LIP2) [3] | APETALA2 (AP2) APETALA1 (AP1) |
| Clasa B | DEFICIENS (DEF) GLOBOSA (GLO) | APETALA3 (AP3) PISTILAT (PI) |
| Clasa C | PLENA (PLE) FARINELLI (FAR) | AGAMOUS (AG) |
În modelul ABC, gena A singură induce dezvoltarea sepalelor, dar atunci când este exprimată împreună cu B produce petale. Clasa C singură, pe de altă parte, induce dezvoltarea pistililor, dar împreună cu B produce stamine. În sprijinul teoriei conform căreia expresia genelor B împreună cu A și C produc diferite organe, există observarea mutanților genei B. O genă B defectă nu permite dezvoltarea staminelor și petalelor; în locul lor se dezvoltă sepale și pistile. Mutații homeotice similare apar atunci când celelalte două gene sunt mutate.
Rezumând:
- Expresia lui A produce sepale .
- Expresia simultană a lui A și B produce petale .
- Expresia simultană a lui B și C produce stamine .
- expresia lui C produce pistili .
Caracterele exprimate în mutanți sepallata1,2,3 triplu mutant în Arabidopsis au condus la formularea modelului ABCE, care consideră importanța unei a patra gene E în dezvoltarea organelor florale (în cazul specific al ovulelor). [4]
Geneticianul german Günter Theißen a propus câteva modele de dezvoltare și evoluție a plantelor pe baza rezultatelor experimentale. De exemplu, în 2001 a sugerat conceptul de cvartet de flori conform căruia patru factori de transcripție MADS cooperează pentru a determina diferite tipuri de organe florale [5] .
Notă
- ^ Enrico S. Coen, Elliot M. Meyerowitz, The War of the whorls: Genetic interactions control flori development , in Nature , vol. 353, nr. 6339, 1991, pp. 31–37, DOI : 10.1038 / 353031a0 , PMID 1715520 .
- ^ a b Donald E. Fosket, Plant Growth and Development: A Molecular Approach , San Diego, Academic Press, 1994, pp. 498-509, ISBN 0-12-262430-0 .
- ^ Keck E, P Mcsteen, R Carpenter, E Coen, Separarea funcțiilor genetice care controlează identitatea organelor în flori , în Jurnalul EMBO , vol. 22, n. 5, 2003, pp. 1058-1066, DOI : 10.1093 / emboj / cdg097 , PMC 150331 , PMID 12606571 .
- ^ Krizek BA, Fletcher JC, Mecanisme moleculare de dezvoltare a florilor: un ghid de fotoliu , în Nat. Pr. Genet. , vol. 6, nr. 9, septembrie 2005, pp. 688–98, DOI : 10.1038 / nrg1675 , PMID 16151374 .
- ^ Theißen G, Saedler H, Cvartete florale , în Nature 409, 2001, pp. 469-471.
Elemente conexe
linkuri externe
- Dezvoltarea florilor , la biology.kenyon.edu .
