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# 3.1: Surge el curioso caso de Bicoid:Modelos para hacer un modelo Gradiente-A

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Los gradientes morfogénicos son increíblemente importantes en el desarrollo para modelar los tejidos. Si un tejido es completamente homogéneo (cada célula haciendo la misma tarea) no puede ser complejo y muchas veces no es resistente a las fluctuaciones ambientales. En el caso del Bicoide en Drosophila, estamos considerando un gradiente morfogénico que modela el eje anteroposterior -como se menciona en la Introducción, demasiado Bicoide nos da una cabeza gigante y muy poco nos da ninguna cabeza en absoluto. Hay en algún lugar alrededor de 60 genes diferentes que responden a diversos niveles de proteína Bicoide y uno de los primeros en ser descubierto es Jorobado. Jorobado da información posicional a un embrión de mosca, agudiza el límite entre la parte anterior y posterior de la mosca. Si bien el gradiente de proteínas Bicoides es muy amplio y se asemeja a un gradiente de difusión, el gradiente Jorobado es agudo, con niveles de proteína significativamente diferentes dentro de los 10 μm, o alrededor de 2 núcleos 1.

Obviamente los niveles de Bicoid deben importar tremendamente ya que el gradiente Bicoide y su lectura (por ejemplo niveles jorobados) son increíblemente precisos. Un modelo temprano para el gradiente Bicoide observado en Drosophila es el modelo SSD (Síntesis, Soluto, Difusión), donde una fuente puntual de proteína Bicoide (traducida del ARNm bicoide anterior) establece el gradiente de concentración. El modelo SDD relacionado (Síntesis, Difusión, Degradación) incorpora degradación a lo largo del tiempo de la proteína Bicoide, manteniendo el gradiente de alcanzar el extremo posterior del embrión. Se han propuesto varios otros modelos que permitirían la fluctuación en el tamaño del embrión pero que aún así conducirían a una correcta lectura de Bicoides:

1. Más MRN/proteína en embriones más grandes: Esto extendería aún más el gradiente en embriones más grandes.
2. Transbordaje nuclear: Lo mismo que el modelo SDD, pero la proteína Bicoide es captada por los núcleos a medida que se difunde por ellos. Bajo este modelo, cuanto más densamente empaquetados están los núcleos (embrión más pequeño), más rápidamente se saca la proteína Bicoide del citoplasma sincitial. En embriones más grandes, la proteína puede difundirse más lejos.
3. Modelo ARTS (ARNm activo, transporte, síntesis): El citoesqueleto transporta activamente ARNm bicoide para formar un gradiente de ARNm que obtiene lectura como gradiente de proteínas a medida que se traduce. En embriones más grandes, el citoesqueleto puede transportar más el ARNm.
4. Difusión y degradación del ARNm: Esto es similar al modelo ARTS, excepto que en este modelo el ARNm bicoide se degrada con el tiempo para mantener un gradiente de ARNm. Las moscas más grandes podrían tener menores tasas de degradación del ARNm bicoide o un transporte más rápido.
5. Facilitó la difusión de proteínas. Esto es similar al modelo ARTS, sólo que implica el transporte de la proteína Bicoide por el citoesqueleto. En este caso, las moscas más grandes podrían tener un transporte más rápido de la proteína Bicoid.

Hay alguna evidencia a favor y en contra de cada uno de estos modelos, lo que sugiere que el gradiente de proteínas Bicoides probablemente se mantenga mediante una combinación de estos modelos. Además, la lectura de proteínas Bicoid podría ser más compleja de lo que pensamos: múltiples proteínas podrían estar afectando la forma en que Bicoid interactúa con sus dianas.

## Pruebas a favor y en contra de los modelos

Los datos de Drosophila y otros dípteros más grandes han proporcionado evidencia que respalda cada uno de los modelos enumerados anteriormente. Pruebas adicionales han falsificado las predicciones de algunos de los modelos, y ese es el tema de esta sección. A continuación describo cada modelo y una prueba de ese modelo, también incluyo una figura que ilustra lo que espera el modelo y lo que realmente se observó. Recomiendo este tipo de figura súper reduccionista para ayudar a resumir un gran conjunto de datos, pero siempre hay que tener en cuenta que no cuenta toda la historia.

2. Transbordaje nuclear. Los primeros experimentos sobre esto sugirieron que agregar una señal de localización nuclear a la proteína Bicoid hizo un gradiente menos profundo 3. Experimentos posteriores probaron esto haciendo Drosophila con una versión mutante de Bicoid que no se acumuló en los núcleos. Si la importación nuclear hiciera que el gradiente de la proteína Bicoide fuera más pronunciado, entonces habrían visto un gradiente más amplio después de inhibir la importación nuclear. Sin embargo, vieron un gradiente de proteína Bicoide de aspecto bastante normal, argumentando fuertemente en contra de este modelo 4.