Elena Alvarez-Buylla Roces - Instituto de Ecología UNAM - Foro de Evolucion - Palacio de Minería

1. Recuperando a l os
organi smos
ra ent ender l a evol uci ón
enes y desarrol l o f l ora
El ena Al varez- Buyl l a Roces
Inst i t ut o de Ecol ogí a
UNAM

2. ¿En donde quedaron
l os organi smos?

4. Ahora el l os se agl omeran en
enormes col oni as, seguros
al i nt eri or de t orpes
aut ómat as . . Est án en t í y
en mí , el l os nos han creado
en cuerpo y ment e y su
persi st enci a es el úni co
mot i vo de nuest ra
exi st enci a . . . Ahora l l evan
el nombre de genes y

7. Genes
Prot eí nas
Rut as
bi oquí mi cas
Cél ul
as
Organi smo
s

8. G
F
Rel aci ón no l i neal ent re
Fenot i po & genot i po:
desarrol l o

9. La gr an mayor í a de l as
car act er í st i cas f enot í pi cas
( est r uct ur al es y
f unci onal es) de l os
or gani smos vi vos est án
codi f i cadas, d e a l g una
f o r ma ,
en l os genes.
El paradi gma
genét i co

10. El programa genét i co
cont i ene l a i nf ormaci ón
de l os di st i nt os t i pos
de cél ul as en el
organi smo

11. Conj unt os di st i nt os de
genes se expresan en
t i pos cel ul ares
di st i nt os

12. {σn1
,σn2
,K ,σnkn
} → σn
gen σ1
gen σ2
gen σ3
gen σ4
TF
1
TF 2
TF 3
Cada gen σn est á
regul ado por kn genes
E. Co l i
t i ene 4, 300
genes; y l a de
humano,
36, 000 genes

13. gen σ1
gen σ2
gen σ3
gen σ4
TF
1
TF 2
TF 3
))(),(),(()1( 32144 tttFt σσσσ =+
Mapeo
di námi co
Mapeo di námi co

14. σn (t +1) = Fn σn1
(t),σn2
(t),K ,σnkn
(t)( )
Fn
n
Fn es una f unci ón Bool eana que depende de
kn ar gument os. Cada gen si gue su pr opi a
f unci ón Bool eana.
Di námi ca de l a Red

15. )0(Σ
ATRACTOR 1 ATRACTOR 2
Condi ci ones i ni ci al es
pueden conduci r a
at ract ores di f erent es
tiemp
o

16. Di f er ent es
at r act or es
Di f er ent es
t i pos cel ul ar
Un at ract or corresponde
a un t i po cel ul ar
St uar t Kauf man

17. Evol uci ón de l as
f l ores:
Vari aci ones sobre
un mi smo
t ema

19. Sistema Modelo:
Arabidopsis thaliana

20. se pe st carp
B
A C
se
pe
st
ca
Arabi dopsi s: meri st emo
nf l orescenci a
SEM: J. Bowman

21. Rousseau y l as
Rosas Embruj adas
ó
Monst ruos de
Ident i dad Al t erada

22. ap1 / ap2
ag
ap3 / pi
Mutantes ABC
ca st st ca
B
C C
se pe pe se
B
A A
se se ca ca
A C

25. Nodos=genes
Bordes =
Int eracci on
es
Regul atP CELL 2004
Red genét i ca que regul a
l a especi f i caci ón de l os
órganos de l a f l or

26. FT EM1
TFL
1
LFYFULAP1AP3PI AG UFO WU AP2SEPLUGCLF Cel l
0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Inf l 1
0 1 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 Inf l 2
0 1 2 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 Inf l 3
0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 Inf l 4
2 0 0 2 0 2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Sepal s
2 0 0 2 0 2 2 2 0 1 0 1 1 1 1
2Pet al
s
2 0 0 2 2 0 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2St ame
2 0 0 2 2 0 0 1 2 0 1 1 1 1 1
Carpel
s
WUS
WUS + UFO
UFOMeri st emos
api cal
Mayer et al . 1998 & Samach et
La red genét i ca de l a
f l or converge a 10
at ract ores ( ≈ 140, 000
edos i ni ci al es)
Sépal o
Pét al o
Est ambre
Carpel o

27. Conr ad Hal
Waddi ngt on
1905- 75: Pai sej es
epi genét i cos

28. Pai saj e epi genét i co
de l a red f l oral

29. pe
A+B
se
A
st
B+Cca
C
Secuenci a t emporal
de aparaci ón de
órganos de l a
f l or: sep- pet - est -
carp
Probabi l i da
d
Ej e1 Ej e2

30. Gran di versi dad pero el pl an
bási co conservado en t odas:
SEPALOS, PETALOS, ESTAMBRES,
CARPELOS
250, 000 especi es
de
pl ant as con
f l ores

31. Monst ruo Esperanzado
e l a sel va Lacandona
una en
un cuart o de mi l l ón
acandoni a schi smat i c
ó
as excepci ones son l
regl a en evol uci ón

32. Arabi dopsi s Lacandoni
t hal i ana schi smat i ca

34. A C
B
sépalos pétalos estambres carpelos
A C
B B
tépalos tépalos carpelos estambres
A C
B
tépalos tépalos carpelos estambres

35. Expresión de función B
en L. schismatica

36. Una not a
evol ut i va cursi :
corazones y f l ores

37. protista plants fungi animals
Baldauf & Palmer 93

38. STFAKRKNGILKKANELSILC
TCSKRRQTVFSKAADLCLIS
IDIVLLM
SDIMLIVVSPTEKPTVFNTR
ANIAVFVTSPSDSSDVVYSF
SPTGKAAICCGT
TYPEI MADS-DOMAINS
AGL36 MGMKKVKLSLIANERSRKTSFIKRKDGIFKKLHELSTLCGVQACALIYSPFIPVPESWPS
AGL38 M-KRKMKLSLIENSVSRKTTFTKRKKGMTKKLTELVTLCGVEACAVVYSPFNSIPEAWPS
AGL37 M-RGKMKLSFIENDSVRKTTFTKRKKGMLKKFNELVTLCGVDACAVIRSPYNSIQEPWPS
AGL35 R-QKVKMMTFIENETARKSTFKKRKKGLLKKAQELGILCGVPIFAVVNSPYELNPEVWPS
SRF_Hs RGRVKIKMEFIDNKLRRYTTFSKRKTGIMKKAYELSTLTGTQVLLLVASETGHVYTFATR
DSRF KGRVKIKMEYIDNKLRRYTTFSKRKTGIMKKAYELSTLTGTQVMLLVASETGHVYTFATR
Ce1 KGRVKIKMEYINNKLRRYTTFSKRKTGIMKKAFELSTLTGTQVMLLVASETGHVYTYATP
MCM1 KERRKIEIKFIENKTRRHVTFSKRKHGIMKKAFELSVLTGTQVLLLVVSETGLVYTFSTP
TYPEII MADS-DOMAINS
AGL14 MGRGKIEMKRIENATSRQVTFSKRRNGLLKKAFELSVLCDAEVALIIFSPRGKLYEFSSS
AGAMOUS SGRGKIEIKRIENTTNRQVTFCKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIVFSSRGRLYEYSNN
AGL4 MGRGRVELKRIENKINRQVTFAKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVSLIVFSNRGKLYEFCST
AGL13 MGRGKVEVKRIENKITRQVTFSKRKSGLLKKAYELSVLCDAEVSLIIFSTGGKLYEFSNV
APETALA1 MGRGRVQLKRIENKINRQVTFSKRRAGLLKKAHEISVLCDAEVALVVFSHKGKLFEYSTD
AGL12 MARGKIQLKRIENPVHRQVTFCKRRTGLLKKAKELSVLCDAEIGVVIFSPQGKLFELATK
ANR1 MGRGKIVIRRIDNSTSRQVTFSKRRSGLLKKAKELSILCDAEVGVIIFSSTGKLYDYASN
AGL22 MAREKIQIRKIDNATARQVTFSKRRRGLFKKAEELSVLCDADVALIIFSSTGKLFEFCSS
AGL25 MGRKKLEIKRIENKSSRQVTFSKRRNGLIEKARQLSVLCDASVALLVVSASGKLYSFSSG
AGL15 MGRGKIEIKRIENANSRQVTFSKRRSGLLKKARELSVLCDAEVAVIVFSKSGKLFEYSS-
APETALA3 MARGKIQIKRIENQTNRQVTYSKRRNGLFKKAHELTVLCDARVSIIMFSSSNKLHEYISP
MEF2A_Hs MGRKKIQITRIMDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSSNKLFQYAST
MEF2C_Hs MGRKKIQITRIMDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSTNKLFQYAST
MEF2D_Hs MGRKKIQIQRITDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNHSNKLFQYAST
CEMEF2 MGRKKIQITRIQDERNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIVFNSTNKLFQYAST
MEF2B_Hs MGRKKIQISRILDQRNRQVTFTKRKFGLMKKAYELSVLCDCEIALIIFNSANRLFQYAST
DMEF2 MGRKKIQISRITDERNRQVTFNKRKFGVMKKAYELSVLCDCEIALIIFSSSNKLYQYAST
RLM1_Sc MGRRKIEIQRISDDRNRAVTFIKRKAGLFKKAHELSVLCQVDIAVIILGSNNTFYEFSSV
TYPE? MADS-DOMAINS
AGL23 LGRRKVEIVKMTKESNLQVTFSKRKAGLFKKASEFCTLCDAKIAMIVFSPAGKVFSFGHP
AGL29 MGRRKIKMEMVQDMNTRQVTFSKRRTGLFKKASELATLCNAELGIVVFSPGGKPFSYGKP
AGL30 MGRVKLKIKKLENTNGRQ D F
AGL33 MGRKKLKLKRIESLKERSSKFSKRKKGLFKKAEEVALLCD
AGL39 GTKRKIEIKKRETKEQRAV G

39. EVOLUCI ÓN: or i gen y cambi o
t empor al de l a const i t uci ón
genét i ca de l as pobl aci ones y
consecuent e or i gen y cambi o de
f enot i pos.
Neodar wi ni smo : Model os
l i neal es de genes que
evol uci onan i ndependi ent ement e
ent r e sí ( “ t odo i gual a suma de
sus par t es” ) .
Ret o: Model os evol ut i vos de
“ t odos” i nt egr ados: r edes,
cél ul as, or gani smos.
Mar co gener al : i nt er r el aci ón
Recuperando a l os
organi smos para ent ender
l a evol uci ón: genes,
redes…desarrol l o

40. X
Z
Y
Informaci
ón
posicional
Geometrí
a y
tamaño
celular
Vías de
señalizació
n
Comunicaci
ón celular,
proliferacio
n y
crecimiento Interacciones
mecánicas
Redes de
regulación
genética no
lineales
Recuperando a l os
organi smos para ent ender
l a evol uci ón: genes,
redes…desarrol l o

41. Una not a
precaut ori a:
Maí z t ransgéni co

42. Méxi co: cent ro deMéxi co: cent ro de
ori gen &ori gen &
di versi f i cacidi versi f i caci óónn
del madel maíí zz
 59
races
Phot o: F. Eccardi

43. La l i beraci ón al
ambi ent e
mexi cano de maí z
t ransgéni co
Impl i ca i ncert i dumbres,
ri esgos y pel i gros
• Ant i cuagul ant es
• Espermat i ci das
• Vacunas
• Pl ást i cos
• Et c. .

44. ¡ Graci as!