Plik geny Hox Stanowią dużą rodzinę genów odpowiedzialnych za regulację rozwoju struktur ciała. Zostały znalezione we wszystkich metazoanach i innych liniach, takich jak rośliny i zwierzęta. Z tego powodu charakteryzują się bardzo dużą konserwacją ewolucyjną.
Geny te działają w następujący sposób: kodują czynnik transkrypcyjny - białko zdolne do interakcji z DNA - który ulega ekspresji w określonym obszarze osobnika od najwcześniejszych etapów rozwoju. Ta sekwencja wiązania DNA nazywa się homeobox.
W ciągu prawie 30 lat badań w tej dziedzinie naukowcy badali różne linie i doszli do wniosku, że wzorce ekspresji tych genów są silnie związane z regionalizacją osi ciała..
Ten dowód sugeruje, że geny Hox Odegrali niezastąpioną rolę w ewolucji planów cielesnych istot żywych, szczególnie w Bilaterii. Zatem geny Hox umożliwiły wyjaśnienie ogromnej różnorodności form zwierzęcych z perspektywy molekularnej.
W nas, ludziach, jest 39 genów Hox. Są one pogrupowane w cztery grupa lub grupy, zlokalizowane na różnych chromosomach: 7p15, 17q21.2, 12q13 i 2q31.
Indeks artykułów
Odkrycie genów Hox był to kamień milowy w biologii ewolucyjnej i rozwojowej. Geny te odkryto między 70. a 80. XX wieku dzięki obserwacji dwóch kluczowych mutacji u muszki owocowej, muszka owocowa.
Jedna z mutacji, antennapedia, przekształca czułki w nogi, podczas gdy mutacja bithorax powoduje przemianę przezmian (zmodyfikowanych struktur, typowych dla skrzydlatych owadów) w inną parę skrzydeł.
Jak widać, gdy geny Hox posiadają mutacje, rezultat tego jest dość dramatyczny. I tak jak w Drosophila, zmiana prowadzi do powstania struktur w niewłaściwych miejscach.
Przed odkryciem genów Hox, większość biologów uważała, że różnorodność morfologiczna jest wspierana przez różnorodność na poziomie DNA. Logiczne było założenie, że oczywiste różnice między wielorybem a kolibrem, na przykład, musiały znaleźć odzwierciedlenie w kategoriach genetycznych..
Wraz z pojawieniem się genów Hox, To myślenie zmieniło się całkowicie, ustępując miejsca nowemu paradygmatowi w biologii: wspólnej ścieżce rozwoju genetycznego, która jednoczy ontogenezę Metazoans..
Przed zdefiniowaniem pojęcia genów Hox, ważne jest, aby wiedzieć, czym jest gen i jak działa. Geny to sekwencje DNA, których przesłanie jest wyrażone w fenotypie.
Wiadomość DNA jest zapisywana w nukleotydach, w niektórych przypadkach przechodzą one do informacyjnego RNA, który jest tłumaczony przez rybosomy na sekwencję aminokwasów - strukturalnych „cegiełek” białek..
Geny Hox To najbardziej znana klasa genów homeotycznych, których funkcją jest kontrolowanie określonych wzorców budowy ciała. Są one odpowiedzialne za kontrolowanie tożsamości segmentów wzdłuż osi przednio-tylnej zwierząt..
Należą do jednej rodziny genów, które kodują białko, które ma określoną sekwencję aminokwasów zdolną do interakcji z cząsteczką DNA..
Stąd termin homeobox, aby opisać tę sekcję w genie, podczas gdy w białku nazywa się go homeodomeną. Sekwencja homeoboksów ma sekwencję 180 par zasad, a domeny te są ewolucyjnie silnie konserwowane wśród różnych Phyla.
Dzięki tej interakcji z DNA, genami Hox są w stanie regulować transkrypcję innych genów.
Nazywa się geny zaangażowane w te funkcje morfologiczne loci homeotyki. W królestwie zwierząt najważniejsze są znane jako loci HOM (u bezkręgowców) i loci Hox (u kręgowców). Jednak są one ogólnie znane jako loci Hox.
Geny Hox Mają szereg bardzo osobliwych i interesujących cech. Te kluczowe aspekty pomagają zrozumieć jego funkcjonowanie i potencjalną rolę w biologii ewolucyjnej..
Geny te są zorganizowane w „kompleksy genów”, co oznacza, że są blisko siebie na chromosomach - pod względem ich przestrzennego położenia..
Drugą cechą charakterystyczną jest zaskakująca korelacja, jaka istnieje między kolejnością genów w sekwencji DNA a przednio-tylną lokalizacją produktów tych genów w zarodku. Dosłownie geny, które idą „naprzód”, są w tej pozycji.
Podobnie, oprócz współliniowości przestrzennej, istnieje korelacja czasowa. Geny zlokalizowane na końcu 3 'występują wcześniej w rozwoju osobnika, w porównaniu do tych znalezionych później.
Geny Hox należą do klasy zwanej ANTP, która obejmuje również geny ParaHox (związane z nimi), geny NK i inne.
Żadne geny z klasy ANTP nie pochodziły od Metazoans. W ewolucyjnej ewolucji tej grupy zwierząt pierwszą grupą, która się wyodrębniła, były porowate, a następnie parzydełkowce. Te dwie linie rodowe reprezentują dwie podstawowe grupy dwustronnych.
Analiza genetyczna wykonana na słynnej gąbce Amphimedon queenslandica - swoją sławę zawdzięczają genom układu nerwowego - ujawnili, że ten porowaty ma kilka genów typu NK, ale żadnych genów Hox lub ParaHox.
Nie odnotowano żadnych genów u cnidarian Hox jako takie spełniają wyżej wymienione cechy. Jednak są geny Hox-like.
Z drugiej strony bezkręgowce mają jedną grupę genów Hox, podczas gdy kręgowce posiadają wiele kopii. Fakt ten był kluczowy i zainspirował rozwój teorii dotyczących ewolucji grupy..
Klasyczny pogląd na ten aspekt dowodzi, że cztery klastry genów w ludzkim genomie powstały dzięki dwóm rundom replikacji całego genomu. Jednak rozwój nowych technologii sekwencjonowania podał tę teorię w wątpliwość.
Nowe dowody przemawiają za hipotezą związaną ze zdarzeniami na małą skalę (duplikacja segmentów, indywidualna duplikacja genów i translokacje), które doprowadziły do dużej liczby genów. Hox które dzisiaj obserwujemy w tej grupie.
Jeszcze bez komentarzy