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- The ABC model of flower development in angiosperms was formulated by E. Coen and Elliot Meyerowitz in 1991. This model is built on the observation of mutants with defects in floral organ development. The ABC model summarizes how the presence or absence of different classes of transcription factors in the different parts of the flower regulates the development of floral organs. Two key observations have led to the ABC model. First, the discovery of homeotic mutations in which one organ develops in a location normally occupied by a different organ. Wild roses, for example, have only five petals but many stamens. Garden roses have a homeotic gene that causes some of the potential stamens to develop into petals instead. Second, each of the genes that affect the identity of organs in flowers has an effect on two groups of flower organs, affecting petals and sepals or affecting petals and stamens. Floral organ identity genes are therefore divided into three classes, depending on which organs they affect. Mutations in class A genes affect sepals and petals. Mutations in class B genes affect petals and stamens, while those in class C affect stamens and carpels. All three classes of genes are homeotic genes, which are translated into proteins. Each protein coded by these genes contains a MADS-box region that allows the protein to bind to DNA and to function as a regulator in DNA transcription. It is believed that these genes are master controlling genes, regulating the action of other genes that will control organ development. The ABC model proposes that class A genes alone are responsible for the development of sepals, but act together with class B genes to effect petal development. Class C genes alone are responsible for initiating the development of carpels, but act together with class B genes to determine the development of stamens. Support for a dual gene interaction with class B genes comes from the nature of class B mutants. A defective B gene leads to the absence of petals and stamens; in their places develop additional sepals and carpels. Similar organ replacement occurs when other classes of genes undergo mutation. Summary: The expression of A genes induces the development of sepals. The expression of B genes together with A genes induces the development of petals. The expression of B genes together with C genes induces the development of stamens. The expression of C genes induces the development of carpels. In 2004 the characterization of sepallata1,2,3 triple mutant in Arabidopsis has led to the formulation of the ABCE model, which consider the importance of class E genes for the development of the floral organs.
- El desarrollo floral o desarrollo de la flor es el proceso por el cual las plantas angiospermas producen un patrón de expresión genética característico en un meristemo que conduce a la aparición un órgano orientado a la reproducción sexual, la flor. Para ello, deben producirse tres acontecimientos fisiológicos: primero, la transición de la planta inmadura sexualmente hasta hacia el estado maduro (es decir, la transición hacia la floración); segundo, la transformación del destino del meristemo vegetativo hacia un meristemo de la flor o inflorescencia; y, finalmente, la arquitectura de los distintos órganos de la flor. Respecto de este último paso, se ha descrito un modelo, conocido como modelo ABC, que intenta explicar desde la perspectiva de la genética molecular y del desarrollo la base biológica de dicho proceso. Para que se inicie la diferenciación del meristemo hacia una flor es precisa la existencia de un estímulo exógeno que active la división mitótica del meristemo, especialmente en sus laterales, donde se generan los nuevos primordios. Además, dichos meristemos, debido a este estímulo, siguen una pauta de desarrollo conducente a generar meristemos florales, y no meristemos vegetativos; la principal diferencia con éstos, además de la evidente disparidad en el órgano objetivo, es la filotaxia verticilada, es decir, la ausencia de elongación del tallo entre los sucesivos verticilos del primordio. Dichos verticilos, siguiendo un desarrollo acropétalo, dan lugar a los sépalos, pétalos, estambres y carpelos. Además, otra diferencia con los meristemos vegetativos axilares es que el floral está «determinado», lo que significa que, una vez diferenciadas, sus células no se van a dividir más. La identidad de los órganos presentes en los cuatro verticilos florales es consecuencia de la interacción de al menos tres tipos de productos génicos de funciones distintas. Según el modelo ABC, las funciones A y C, se requieren, respectivamente, para determinar la identidad de los verticilos del periantio y de los verticilos reproductivos. Ambas funciones serían excluyentes, y, la ausencia de una de ellas, provocaría que la otra función pasara a determinar la identidad de todos los verticilos de la flor. La existencia de la función B permitiría diferenciar la identidad de pétalos de la identidad de sépalos en el verticilo segundo, así como la identidad de estambres de la identidad de carpelos en el tercer verticilo. El concepto de flor de acuerdo a la «teoría foliar», que sugiere que todas las piezas florales son hojas estructuralmente modificadas y funcionalmente especializadas en la reproducción o la protección, fue formulado ya en el siglo XVIII. En 1790 cuando Goethe publicó su obra "Un intento para interpretar la metamorfosis de las plantas" ("Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklaren"). En este libro, que consistía en 123 párrafos numerados, Goethe escribió:
- ABCモデルは、被子植物の花の発生を遺伝子の発現調節から説明するモデルで、1991年にE. CoenとE. Meyerowitzによって提唱された。シロイヌナズナやキンギョソウなどの花の各器官(葉が変化したものと考えられるので花葉と呼ばれる)に異常を起こす突然変異の研究成果に基づいており、その後他の多くの植物に適用できることが示されつつある。 ABCモデルは、異なる3クラスの転写因子が花の異なる部分で発現することにより、発生を制御する様式を次のように説明する。 クラスA遺伝子は単独ではがくを発生させる。 クラスB遺伝子は、クラスA遺伝子と共存すると花弁を発生させる。またクラスC遺伝子と共存すると雄蕊を発生させる。 クラスC遺伝子は単独では心皮(雌蕊)を発生させる。 これらは機能的には動物のホメオボックス遺伝子と同じように、軸方向の分節を決定する遺伝子である。普通は基部からABCの順に発現することで正常な花を発生させる。しかし発現パターンに異常があると、花の器官の一部が別の種類に変わるホメオティック変異(例えば雄蕊が花弁に変化する八重咲きなど)や、花の中にさらに花がつく(花序化)といった突然変異が起こる事実が説明できる。 その後さらにクラスE遺伝子(sepallata1, 2, 3)が明らかになった。これらは葉を花葉に変えることがわかっており、これも含めたABCEモデルが提唱されている。これらの遺伝子はいずれも、初期に知られた遺伝子の頭文字にちなんで「MADSボックス」と呼ばれる共通構造(植物のほか、菌類や動物でも見出されている)を有し、転写因子として働く点では動物のホメオボックスと共通する(構造は異なる)。
- O controle do florescimento em plantas ocorre com o início da transcrição para o florescimento, envolvendo alterações no padrão de morfogênese e diferenciação celular do meristema apical do caule. Em ultima análise, este processo leva a formação de órgãos florais, através de interações de fatores internos e externos que capacitam a planta a sincronizar seus desenvolvimentos reprodutivos com o ambiente. O desenvolvimento dos órgãos florais inicia quando ocorre um aumento na taxa de divisão das células centrais do meristema apical do caule. Ocorre então a transformação do meristema vegetativo num meristema primário de inflorescência que produz meristemas florais. A morfogênese floral é controlada por uma série de genes. Tal como a iniciação dos verticilos florais. O genes que regulam o desenvolvimento floral controlam a identidade floral.
- ABC-modellen är en modell över hur olika organ utvecklas hos blomman. I modellen antas blommans utveckling styras av tre grupper av gener, som kallas A, B och C. I de delar av blomman där enbart A-generna är aktiva utvecklas foderblad, i de delar där både A- och B-generna är aktiva utvecklas kronblad, i de delar där både B- och C-generna är aktiva utvecklas ståndare och i de delar där endast C-generna är aktiva utvecklas pistiller. Modellen utvecklades av E. Coen och E. Meyerowitz efter studier av blommor där någon av gengrupperna var inaktiv.
- 被子植物花发育的ABC模型由E. Coen和E. Meyerowitz在1991年提出。这个模型是以对花器官发育有缺陷的突变体的观察为基础的。ABC模型概括了在花的不同部位中,不同类型的转录因子是怎样起作用或不起作用,从而控制了花部器官的发育的。 两个关键发现导致了ABC模型的提出。第一,同源异型突变使在正常情况下应发育某种器官的部位发育出了另一种器官。比如野生蔷薇只有5枚花瓣和众多的雄蕊,然而,园艺蔷薇却具有一个同源异型基因,使一些本应发育成雄蕊的组织发育成了花瓣。第二,每一个能影响花部器官的决定的基因都可以同时影响两种花部器官,或者是影响花瓣和萼片,或者是影响花瓣和雄蕊。 花部器官决定基因因而可以根据它们所影响的器官而分成三类。A类基因的突变影响萼片和花瓣。B类基因的突变影响花瓣和雄蕊。C类基因的突变则影响雄蕊和心皮。所有这三类基因都是可转录成蛋白质的同源异型基因。由这些基因编码的蛋白质都含有一个MADS盒区,使蛋白质可以和DNA相结合,从而在DNA转录时起到调控子的作用。据信,这些基因都是调控其他控制器官发育的基因的主控基因。 ABC模型认为,萼片的发育是由A类基因单独决定的,花瓣的发育则是A类基因和B类基因一同决定的。心皮的发育是因C类基因单独决定的,而C类基因和B类基因一起决定了雄蕊的发育。B类基因这种双重的效能,是通过其突变体的特征获知的。一个有缺陷的B类基因可导致花瓣和雄蕊的缺失,在其位置上将发育出多余的萼片和心皮。当其他类型的基因发生突变时,也会发生类似的器官置换。 小结: A类基因的表达诱导萼片的发育。 A类基因和B类基因共同表达诱导花瓣的发育。 B类基因和C类基因共同表达诱导雄蕊的发育。 C类基因的表达诱导心皮的发育。 2004年,通过对拟南芥的sepallata1,2,3三重突变体的描述,研究者提出了ABCE模型。这一模型确定了E类基因对花部器官发育的重要性。
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