Si no eres un biólogo como yo, no te molestes en leer un libro de texto sobre embriogénesis para encontrar una respuesta a esta pregunta; es muy probable que te quedes dormido en las primeras páginas.
La respuesta más corta (!) Que puedo pensar desde la perspectiva de un programador …
El ADN es una cinta en espiral que es como un ejecutable de software con muchas funciones para hacer diferentes hardware (proteínas). No especifica dónde se coloca cada parte del cuerpo. Es un simple ejecutable de funciones. Todas las funciones incrustadas en esta cinta tienen algo en común. Cuando se ejecuta una función, se genera una pieza de hardware (proteína). Es la ejecución en tiempo de ejecución de las funciones integradas en el ADN lo que impulsa la creación de partes del cuerpo, no el ADN en sí mismo. Algunas de las proteínas son como indicadores booleanos (factores de transcripción) que controlan cuándo se puede ejecutar una función. Nuestros cuerpos tienen alrededor de 35,000 funciones (regiones que codifican proteínas en el ADN). Tenemos alrededor de 3000 indicadores booleanos (factores de transcripción) que controlan la ejecución de las funciones que hacen que diferentes órganos tengan ojos, nariz, etc. Tenga en cuenta que estos indicadores booleanos son proteínas (factores de transcripción) y las funciones para hacer que estas proteínas también sean incrustado en el ADN. Así que la creación de partes del cuerpo, como cuándo y dónde se fabrica una nariz, está determinada por el momento preciso de cuándo y dónde se activan o desactivan estas banderas booleanas. Esto se logra mediante una combinación de
- gradientes de concentración de estos indicadores booleanos (factores de transcripción) y otras moléculas y
- las fuerzas mecánicas generadas por la creación misma de los componentes de la parte del cuerpo (tejidos) .
En experimentos de laboratorio, hemos manipulado las banderas booleanas en una mosca de la fruta, y el resultado es una mosca deformada, por ejemplo, una antena crece donde debería estar el ojo. Últimamente, hemos visto subcadenas de ADN que se leen o transcriben (ARN no codificante) que también pueden funcionar como indicadores booleanos. Por lo tanto, los indicadores booleanos no siempre son factores de transcripción; también podrían ser ARN no codificadores.
Referencias Un buen libro sobre este tema es Una Introducción a la Biología de Sistemas: Principios de Diseño de Circuitos Biológicos – Uri Alon:. El Capítulo 8 de este libro titulado “Patrones sólidos en el desarrollo”. Explica cómo se construye el plan corporal de una mosca de la fruta. Ahora, ¿qué tiene eso que ver con dónde se coloca una nariz? Bueno, la belleza de la naturaleza a nivel molecular es que los mecanismos subyacentes para crear una mosca o un ser humano son los mismos.
Un documento seminal sobre este tema, es Page The Chemical basis of morphogenesis escrito por Alan Volviendo en 1952. Lo destacable de este trabajo es que Turing tuvo la idea de especular desde 1952, debe ser una interacción de gradientes de concentración de sustancias químicas junto con interacciones mecanoquímicas que permiten los diversos planes corporales. El papel de los gradientes de concentración en la creación corporal ha sido bien estudiado y observado (ver el video del patrón del cuerpo en la mosca de la fruta)
El papel de las fuerzas mecánicas en el patrón de las partes del cuerpo se acaba de entender: es un área activa de investigación. Por ejemplo, en relación con la pregunta anterior, ¿cómo se forma el revestimiento mucoso del pulmón? Aquí hay un enlace de este mes 11 de octubre de 2013 Documento de ciencia sobre este tema: cómo poner tu intestino en forma
