La transición de madre a cigótica ( MZT , también conocida como activación del genoma embrionario ) es la etapa del desarrollo embrionario durante la cual el desarrollo queda bajo el control exclusivo del genoma cigótico en lugar del genoma materno (huevo). El huevo contiene ARNm de material genético materno almacenado que controla el desarrollo del embrión hasta el inicio de la MZT. Después de la MZT, el embrión diploide asume el control genético. [1] Esto requiere tanto la activación del genoma cigótico (ZGA) como la degradación de los productos maternos. Este proceso es importante porque es la primera vez que el nuevo genoma embrionariose utiliza y los genomas paterno y materno se utilizan en combinación (es decir , se expresarán diferentes alelos ). El genoma cigótico ahora impulsa el desarrollo del embrión.
A menudo se piensa que MZT es sinónimo de transición de la midblastula (MBT), pero estos procesos son, de hecho, distintos. [2] Sin embargo, el MBT coincide aproximadamente con ZGA en muchos metazoos , [3] y por lo tanto puede compartir algunas características reguladoras comunes. Por ejemplo, se propone que ambos procesos estén regulados por la relación nucleocitoplasmática . [4] [5] MBT se refiere estrictamente a cambios en el ciclo celular y la motilidad celular que ocurren justo antes de la gastrulación . [2] [3] En las primeras etapas de escisión de la embriogénesis, las divisiones rápidas ocurren sincrónicamente y no hay etapas de "brecha" en el ciclo celular . [2] Durante estas etapas, también hay poca o ninguna transcripción de ARNm del genoma cigótico , [4] pero la transcripción cigótica no es necesaria para que se produzca MBT. [2] Las funciones celulares durante la escisión temprana se llevan a cabo principalmente por productos maternos: proteínas y ARNm que contribuyen al huevo durante la ovogénesis .
Para comenzar la transcripción de genes cigóticos , el embrión primero debe superar el silenciamiento que se ha establecido. La causa de este silenciamiento podría deberse a varios factores: modificaciones de la cromatina que conducen a la represión, falta de una maquinaria de transcripción adecuada o falta de tiempo en el que puede ocurrir una transcripción significativa debido a los ciclos celulares más cortos. [6] La evidencia del primer método fue proporcionada por los experimentos de Newport y Kirschner que muestran que la proporción nucleocitoplasmática juega un papel en la activación de cigóticos transcripción . [4] [7] Sugieren que se empaqueta una cantidad definida de represor en el huevo, y que la amplificación exponencial del ADN en cada ciclo celular da como resultado la titulación del represor en el momento apropiado. De hecho, en los embriones de Xenopus en los que se introduce un exceso de ADN , la transcripción comienza antes. [4] [7] Más recientemente, se ha demostrado que la transcripción de un subconjunto de genes en Drosophila se retrasa en un ciclo celular en embriones haploides . [8]El segundo mecanismo de represión también se ha abordado de forma experimental. Prioleau y col. muestran que al introducir la proteína de unión a TATA (TBP) en los ovocitos de Xenopus , el bloqueo de la transcripción se puede superar parcialmente. [9] La hipótesis de que los ciclos celulares acortados pueden causar la represión de la transcripción está respaldada por la observación de que la mitosis provoca el cese de la transcripción. [10] El mecanismo generalmente aceptado para el inicio de redes reguladoras de genes embrionarios en mamíferos es que hay múltiples ondas de MZT. En el ratón, el primero de estos ocurre en el cigoto, donde la expresión de algunos factores de transcripción pionerosaumenta gradualmente la expresión de genes diana aguas abajo. Esta inducción de genes conduce a un segundo evento importante de MZT [11]