Det gener Hox De er en stor genfamilie, der er ansvarlig for at regulere udviklingen af kropsstrukturer. De er fundet i alle metazoner og i andre slægter, såsom planter og dyr. Af denne grund er de karakteriseret ved at være evolutionært meget konserverede.
Disse gener fungerer på følgende måde: de koder for en transkriptionsfaktor - et protein der er i stand til at interagere med DNA - der udtrykkes i et specifikt område af individet fra de tidligste udviklingsstadier. Denne DNA-bindingssekvens kaldes homeobox.
Med næsten 30 års forskning inden for dette felt har forskere undersøgt forskellige slægter og har konkluderet, at disse generes ekspressionsmønstre er stærkt forbundet med regionalisering af kropsakserne..
Dette bevis tyder på, at gener Hox De har spillet en uundværlig rolle i udviklingen af levende væseners kropsplaner, især i Bilateria. Således generne Hox har gjort det muligt at forklare den storslåede mangfoldighed af dyreformer ud fra et molekylært perspektiv.
Hos os mennesker er der 39 gener Hox. Disse er grupperet i fire klynge eller grupper placeret på forskellige kromosomer: 7p15, 17q21.2, 12q13 og 2q31.
Artikelindeks
Opdagelsen af gener Hox det var en milepæl i evolutionær og udviklingsmæssig biologi. Disse gener blev opdaget mellem 70'erne og 80'erne takket være observationen af to nøglemutationer i frugtfluen, Drosophila melanogaster.
En af mutationerne, antennapedia, omdanner antennerne til ben, mens mutationen bithorax forårsager omdannelse af grime (modificerede strukturer, typisk for vingede insekter) til et andet par vinger.
Som det kan ses, når gener Hox har mutationer, er resultatet af dette ret dramatisk. Og som i Drosophila, forandring fører til dannelse af strukturer de forkerte steder.
Før opdagelsen af gener Hox, de fleste biologer mente, at morfologisk mangfoldighed blev understøttet af variation på DNA-niveau. Det var logisk at antage, at de åbenlyse forskelle mellem en hval og en kolibri f.eks. Skulle afspejles i genetiske termer..
Med ankomsten af gener Hox, Denne tænkning tog en fuldstændig drejning og gav plads til et nyt paradigme i biologien: en fælles vej for genetisk udvikling, der forener metazoanernes ontogeni..
Før du definerer begrebet gener Hox, det er vigtigt at vide, hvad et gen er, og hvordan det fungerer. Gener er DNA-sekvenser, hvis budskab udtrykkes i en fænotype.
DNA-meddelelsen er skrevet i nukleotider, i nogle tilfælde overføres disse til et messenger-RNA, og dette oversættes af ribosomer til en sekvens af aminosyrer - de strukturelle "byggesten" af proteiner..
Genene Hox De er den mest kendte klasse af homeotiske gener, hvis funktion er at kontrollere specifikke mønstre af kropsstrukturer. Disse har ansvaret for at kontrollere identiteten af segmenterne langs dyrenes anteroposteriorakse..
De tilhører en enkelt familie af gener, der koder for et protein, der har en specifik aminosyresekvens, der er i stand til at interagere med DNA-molekylet..
Derfra kommer udtrykket homeobox til at beskrive dette afsnit i genet, mens det i proteinet kaldes homeodomain. Homeobox-sekvensen har en sekvens på 180 basepar, og disse domæner er evolutionært stærkt konserverede blandt forskellige Phyla.
Takket være denne interaktion med DNA, gener Hox er i stand til at regulere transkriptionen af andre gener.
Genene involveret i disse morfologiske funktioner kaldes loci homeotics. I dyreriget er de vigtigste kendt som loci HOM (hos hvirvelløse dyr) og loci Hox (hos hvirveldyr). Imidlertid er de generelt kendt som loci Hox.
Genene Hox De har en række meget ejendommelige og interessante egenskaber. Disse nøgleaspekter hjælper med at forstå dens funktion og dens potentielle rolle i evolutionær biologi..
Disse gener er organiseret i "genkomplekser", hvilket betyder, at de er tæt sammen på kromosomerne - med hensyn til deres rumlige placering..
Det andet kendetegn er den overraskende sammenhæng, der findes mellem rækkefølgen af gener i DNA-sekvensen og den anteroposterior placering af produkterne fra disse gener i embryoet. Bogstaveligt talt er de gener, der går "fremad" i den position.
Tilsvarende er der ud over rumlig kollinearitet en tidsmæssig korrelation. Gener placeret i 3'-enden forekommer tidligere i individets udvikling sammenlignet med dem, der findes længere tilbage.
Genene Hox tilhører klassen kaldet ANTP, som også inkluderer generne ParaHox (relateret til disse), NK-gener og andre.
Ingen gener i ANTP-klassen var fra Metazoans. I den evolutionsudvikling af denne dyregruppe var poriferous den første gruppe, der adskiltes, efterfulgt af cnidarians. Disse to slægter repræsenterer de to basale grupper af bilaterater.
Genetisk analyse udført på den berømte svamp Amphimedon queenslandica - dens berømmelse skyldes generne til nervesystemet - de afslørede, at denne poriferous har flere gener af NK-typen, men ingen gener Hox eller ParaHox.
Ingen gener er rapporteret hos cnidarians Hox som sådan opfylder de ovennævnte egenskaber. Der er dog gener Hox-lignende.
På den anden side har hvirvelløse dyr en enkelt klynge af gener Hox, mens hvirveldyr har flere kopier. Denne kendsgerning har været afgørende og har inspireret udviklingen af teorier om gruppens udvikling..
Den klassiske opfattelse af dette aspekt argumenterer for, at de fire genklynger i det humane genom opstod takket være to replikationsrunder af hele genomet. Imidlertid har udviklingen af nye sekventeringsteknologier rejst tvivl om teorien.
Det nye bevis favoriserer hypotesen relateret til begivenheder i mindre skala (segment duplikering, individuel duplikering af gener og translokationer), der opnåede det høje antal gener. Hox at vi i dag observerer i denne gruppe.
Endnu ingen kommentarer