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Circadian Rhythms and Gene Regulation

The biological clock is involved in many aspects of regulating complex physiology in all animals. It was in 1935 when German zoologists, Hans Kalmus and Erwin Bünning, discovered the existence of circadian rhythm in Drosophila melanogaster. However, the internal molecular mechanisms behind the circadian clock remained a mystery until 1984, when Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash, and Michael W. Young discovered the expression of the Per gene oscillating over a 24-hour cycle. In subsequent years,...
Biological Clocks and Seasonal Responses02:45

Biological Clocks and Seasonal Responses

The circadian—or biological—clock is an intrinsic, timekeeping, molecular mechanism that allows plants to coordinate physiological activities over 24-hour cycles called circadian rhythms. Photoperiodism is a collective term for the biological responses of plants to variations in the relative lengths of dark and light periods. The period of light-exposure is called the photoperiod.
Meiosis II02:02

Meiosis II

Meiosis II entails cell division and segregation of the sister chromatids, resulting in the production of four unique haploid gametes. The steps for meiosis II are similar to mitosis, except that meiosis II occurs in haploid cells, whereas mitosis occurs in diploid cells.
The timing and cell division patterns of meiosis differ between males and females. In male meiosis, the centrosomes are part of the formation of the meiotic spindle. However, in oocytes, including that of humans, Drosophila,...

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Andres F Sarrazin1, Andrew D Peel, Michalis Averof

  • 1Institute of Molecular Biology and Biotechnology, Foundation for Research and Technology Hellas, Nikolaou Plastira 100, GR-70013 Heraklio, Crete, Greece.

Science (New York, N.Y.)
|March 10, 2012
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

El gen de segmentación de salto impar (Tc-odd) oscila cíclicamente durante el desarrollo del escarabajo. Este hallazgo demuestra que los osciladores moleculares son una característica compartida de la segmentación en diversos grupos de animales.

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Área de la Ciencia:

  • Biología del desarrollo Biología del desarrollo.
  • Biología evolutiva Biología evolutiva.
  • Genética La genética.

Sus antecedentes:

  • La segmentación de los vertebrados implica la expresión génica oscilante.
  • El papel de tales oscilaciones en la segmentación de artrópodos sigue siendo objeto de debate.
  • Estudios anteriores carecían de evidencia definitiva para la expresión génica cíclica en la segmentación de artrópodos.

Objetivo del estudio:

  • Para investigar la presencia y la dinámica de las oscilaciones genéticas durante la segmentación de artrópodos.
  • Proporcionar una prueba rigurosa de la expresión génica cíclica en un insecto modelo.
  • Para comparar los mecanismos de segmentación entre artrópodos y vertebrados.

Principales métodos:

  • Estudió el gen de segmentación saltado impar (Tc-odd) en el escarabajo Tribolium castaneum.
  • Utilizó la bisección embrionaria y los intervalos de cultivo diferencial para determinar el período de ciclo de los genes.
  • Empleó imágenes en vivo y seguimiento celular en embriones que expresan proteínas fluorescentes verdes para descartar artefactos de movimiento celular.

Principales resultados:

  • Se demostró que Tc-odd oscila con una periodicidad de dos segmentos.
  • Se determinó que el período de oscilación es de aproximadamente 95 minutos a 30°C.
  • Se confirmó que los movimientos celulares no explican los patrones de expresión Tc-odd dinámicos observados.

Conclusiones:

  • Los osciladores moleculares son un mecanismo conservado en la segmentación de las filas animales divergentes.
  • Este hallazgo reconcilia puntos de vista contrastantes sobre los mecanismos de segmentación de insectos y vertebrados.
  • Proporciona una visión unificada de la evolución de la segmentación.