Por lo tanto, en algunos puntos importantes de tu pregunta, te será más fácil responder a esto. Para ilustrar diferentes aspectos de lo que es una respuesta inmensamente más compleja de lo que soy capaz de dar, saltaré entre unos pocos organismos modelo diferentes que actuarán como ejemplos de mecanismos.
Para empezar, tienes razón en la marca. En el ADN hay muchos genes codificantes de proteínas que se expresan como ARN antes de ser traducidos. Sin embargo, en muchos organismos (incluidos los vertebrados), los genes codificados en el genoma de un óvulo recién fertilizado o cigoto no son actores importantes en el desarrollo en las etapas iniciales. La gran mayoría de la sustancia física del cigoto es el citoplasma, las proteínas, el ARN y las moléculas inorgánicas esenciales del ovocito. El ovocito está literalmente repleto de todo tipo de moléculas biológicamente relevantes porque habrá poca información externa para el resto del desarrollo embrionario, ¡a menos que seas un mamífero afortunado como nosotros! De hecho, en los vertebrados, la transcripción embrionaria no se produce en absoluto en las primeras divisiones celulares, y depende completamente de los factores maternos depositados hasta una etapa llamada transición de la glándula media cuando se inicia la transcripción zigótica (porque el embrión ya es una gran bola hueca) .
Fácilmente ignorado, este punto sobre los factores maternos es bastante importante. No solo todas estas macro / micro moléculas son vertidas en el huevo, muchas de ellas se distribuyen de manera desigual dentro del ovocito. Tendemos a imaginar el citoplasma como una bolsa de gelatina, pero en realidad es altamente compartimentalizado y muchos factores como el ARN / proteína se secuestran cuando no están en uso. Drosophila es probablemente el modelo mejor estudiado de patrones embrionarios tempranos. La deposición polarizada de factores maternos como Bicoid da lugar a gradientes de proteína o ARN que pueden actuar como señales para otros factores depositados y, finalmente, cuando comienza la transcripción cigótica, genes codificados por el genoma embrionario. A continuación, publiqué un enlace con detalles específicos (un libro de texto muy confiable y muy fácil de digerir). La polarización del embrión se puede desencadenar de diferentes maneras. En Xenopus, el punto de entrada de la célula espermática se convierte en el polo animal que, con el polo vegetal opuesto, crea un eje polarizado. El punto clave es que un embrión circular simétrico no está bien posicionado para desarrollar estructuras complejas.
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De todos modos, las etapas de desarrollo embrionario que siguen están en su mayoría establecidas por este tipo de mecanismos. La interacción de la deposición materna, la difusión, la degradación, el secuestro o el antagonismo de los diferentes gradientes crean regiones asimétricas dentro del embrión que señalan a los genes diana posteriores en qué parte del embrión se encuentran y si deben expresarse o no (o en qué grado). Esto ocurre en un proceso iterativo de establecer patrones iniciales, refinamiento y división en otras regiones. Lo que esto significa para una célula en cualquier región particular del embrión es un conjunto de alteraciones en la expresión génica que dependen de qué señales difusas o transducidas externas están recibiendo, lo que conduce a cambios en el fenotipo celular: por ejemplo, qué marcadores de superficie presentan, qué moléculas almacenan, si están migrando, qué matriz extracelular o moléculas de señal están secretando, etc. Los fenotipos celulares en varios tejidos están controlados por conjuntos muy específicos de genes interactivos llamados redes reguladoras de genes (http://en.wikipedia.org/ wiki / Gen …, http://www.pnas.org/cgi/collecti…).
Echa un vistazo a este capítulo gratuito de una antigua edición de la biología del desarrollo de Gilbert para conocer los detalles en Drosophila: Los orígenes de la polaridad anterior-posterior. Está un poco anticuado, pero el punto se articula de manera brillante y las ideas básicas no han cambiado mucho. Espero que este sea un buen punto de partida!