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18.5: Desarrollo de Shoot

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    Objetivo de aprendizaje
    • Definir los papeles del meristemo apical del brote, primordios foliares, meristemas intercalares y yemas axilares en el desarrollo del brote.
    • Explicar el mecanismo del modelo ABCDE de desarrollo floral.

    Algunas partes de plantas, como tallos y raíces, continúan creciendo a lo largo de la vida de una planta: un fenómeno llamado crecimiento indeterminado. Otras partes de la planta, como hojas y flores, exhiben un crecimiento determinado, el cual cesa cuando una parte de planta alcanza un tamaño particular.

    Desarrollo del tallo y la hoja

    En comparación con las raíces, en las que la división celular, el alargamiento y la maduración ocurren en distintas regiones (ver Estructura Raíz Interna), el crecimiento en tallos ocurre en varias regiones. La división celular rápida ocurre en el meristemo apical del brote de la punta del brote. Algunas de las células producidas a partir de estas divisiones dan lugar a primordios foliares, que finalmente se convierten en hojas. La división, elongación y diferenciación celular (maduración) también ocurre en los meristemos intercalares de los entrenudos, los segmentos del tallo entre los nodos, los puntos donde se unen las hojas. Como resultado, múltiples entrenudos pueden alargarse simultáneamente. Bajo ciertas circunstancias, los brotes axilares en cada nódulo pueden activarse y producir brotes axilares, que se ramifican desde el tallo principal.

    Desarrollo de flores

    Los cambios en la expresión génica pueden hacer que un meristema apical de brote se convierta en un meristemo floral, lo que lleva a la floración. El modelo ABCDE (modelo ABC) de desarrollo floral dirige la formación de cada uno de los cuatro verticilos de una flor completa. De afuera hacia dentro, estos verticilos son el cáliz (sépalos), la corola (pétalos), el androecio (estambres) y el ginecio (carpelos). (Ver Angiospermas para más detalles; Figura\(\PageIndex{1}\).) Cada unidad de estos verticilos (sépalo, pétalo, etc.) se originó de forma evolutiva y evolutiva a partir de la hoja.

    Los cuatro verticilos de una flor están etiquetados junto con la combinación de genes que los produce.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Los cuatro verticilos de una flor son el cáliz (sépalos), la corola (pétalos), el androecio (estambres) y el ginecio (carpelos). Los óvulos se consideran parte de los carpelos. Cada estructura es el resultado de la expresión de una combinación diferente de genes, los cuales se identifican entre paréntesis: carpiano (C+E), estambre (B+C+E), pétalo (A+B+E), óvulo (C+D+E) y sépalo (A+E). Imagen modificada de Laura Aškelovičiūtė (CC-BY-SA).

    El modelo ABCDE se refiere a cinco grupos de genes homeóticos, cada uno representado por una letra. Los genes homeóticos son aquellos que controlan el desarrollo y organización de las partes del cuerpo (plan corporal). Cada uno de los cinco grupos de genes que codifican los factores de transcripción (proteínas requeridas para la expresión génica), que encienden los genes para el desarrollo de cada verticilo. El análisis genético de mutantes especialmente los encontrados en la Arabidopsis thaliana y en la boca de dragón (Antirrhinum) apoyan el modelo ABCDE de floración. Cada grupo de genes tiene un papel distinto de la siguiente manera (Figura\(\PageIndex{2}\)):

    • Se necesitan genes A para el desarrollo de sépalos y pétalos
    • Los genes B son necesarios para el desarrollo de pétalos y estambre.
    • Los genes C son necesarios para el desarrollo de estambre y carpiano (incluyendo óvulos).
    • Los genes D son necesarios para el desarrollo de óvulos (parte de los carpelos).
    • Los genes E son necesarios para producir cualquiera de los verticilos florales.
    Una serie de barras representa los verticilos florales y los genes que los producen.
    Figura\(\PageIndex{2}\): El modelo ABCDE de desarrollo floral. Diferentes estructuras florales están representadas por la fila superior de barras. (Tenga en cuenta que cada uno de los primeros cuatro segmentos de esta barra representa un verticilo. Los óvulos se consideran parte de los carpelos, que conforman el verticilo más interno, el ginecio). Las barras restantes representan cada una un grupo diferente de genes homeóticos. La expresión de estos genes en diferentes combinaciones produce cada estructura. Ver Figura\(\PageIndex{1}\) para una descripción de texto de qué combinaciones de genes producen cada estructura. Imagen de Melissa Ha (CC-BY).

    Así, cada verticilo resulta de la expresión de una combinación de genes diferente de la siguiente manera:

    • La expresión de los genes A y E produce sépalos.
    • La expresión de los genes A, B y E produce pétalos.
    • La expresión de los genes B, C y E produce estambres.
    • La expresión de los genes C y E produce carpelos. Para producir óvulos, que se consideran parte de los carpelos, también se deben expresar los genes D (C+D+E = óvulos).

    En resumen, la formación de una flor requiere una cascada de actividad génica secuencial que convierte gradualmente una masa de células indiferenciadas (el meristemo apical del brote) en las partes de una flor. Los genes codifican factores de transcripción que actúan como interruptores maestros, activando (o apagando) genes aguas abajo que finalmente hacen que cada parte de la flor esté en su ubicación apropiada.

    Atribuciones

    Comisariada y autoría de Melissa Ha utilizando las siguientes fuentes:

    This page titled 18.5: Desarrollo de Shoot is shared under a CC BY-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Melissa Ha, Maria Morrow, & Kammy Algiers (ASCCC Open Educational Resources Initiative) .