De gener Hox De er en stor genfamilie som er ansvarlig for å regulere utviklingen av kroppsstrukturer. De er funnet i alle metazoans og i andre slekter, som planter og dyr. Av denne grunn er de preget av å være evolusjonært veldig konserverte.
Disse genene fungerer på følgende måte: de koder for en transkripsjonsfaktor - et protein som er i stand til å samhandle med DNA - som uttrykkes i et bestemt område av individet fra de tidligste utviklingsstadiene. Denne DNA-bindingssekvensen kalles homeobox.
Med nesten 30 års forskning på dette feltet har forskere studert forskjellige linjer og har konkludert med at uttrykksmønstrene til disse genene er sterkt assosiert med regionaliseringen av kroppsaksene..
Dette beviset antyder at gener Hox De har spilt en uunnværlig rolle i utviklingen av kroppens planer for levende vesener, spesielt i Bilateria. Dermed gener Hox har gjort det mulig å forklare det fantastiske mangfoldet av dyreformer, fra et molekylært perspektiv.
Hos oss mennesker er det 39 gener Hox. Disse er gruppert i fire klynge eller grupper, lokalisert på forskjellige kromosomer: 7p15, 17q21.2, 12q13 og 2q31.
Artikkelindeks
Oppdagelsen av gener Hox det var en milepæl i evolusjons- og utviklingsbiologi. Disse genene ble oppdaget mellom 70-80 tallet takket være observasjonen av to viktige mutasjoner i fruktflua, Drosophila melanogaster.
En av mutasjonene, antennapedia, forvandler antennene til ben, mens mutasjonen bithorax forårsaker transformasjon av grime (modifiserte strukturer, typisk for bevingede insekter) til et annet vingepar.
Som kan sees, når gener Hox har mutasjoner, er resultatet av dette ganske dramatisk. Og som i Drosophila, endring fører til dannelse av strukturer på feil steder.
Før oppdagelsen av gener Hox, de fleste biologer mente at morfologisk mangfold ble støttet av variasjon på DNA-nivå. Det var logisk å anta at de åpenbare forskjellene mellom en hval og en kolibri, for eksempel, måtte gjenspeiles i genetiske termer..
Med ankomsten av gener Hox, Denne tankegangen tok en fullstendig vending, og ga vei til et nytt paradigme i biologien: en felles vei for genetisk utvikling som forener metazoanernes ontogeni..
Før du definerer begrepet gener Hox, det er viktig å vite hva et gen er og hvordan det fungerer. Gener er DNA-sekvenser hvis budskap uttrykkes i en fenotype.
DNA-meldingen er skrevet i nukleotider, i noen tilfeller overføres disse til et messenger-RNA, og dette blir oversatt av ribosomer til en sekvens av aminosyrer - de strukturelle "byggesteinene" til proteiner..
Genene Hox De er den mest kjente klassen av homeotiske gener, hvis funksjon er å kontrollere spesifikke mønstre av kroppsstrukturer. Disse har ansvaret for å kontrollere identiteten til segmentene langs dyrets anteroposteriorakse..
De tilhører en enkelt familie av gener som koder for et protein som har en spesifikk aminosyresekvens som er i stand til å samhandle med DNA-molekylet..
Derfra kommer begrepet homeobox for å beskrive denne delen i genet, mens det i proteinet kalles homeodomain. Homeobox-sekvensen har en sekvens på 180 basepar, og disse domenene er evolusjonært høyt konservert blant forskjellige Phyla.
Takket være denne interaksjonen med DNA, gener Hox er i stand til å regulere transkripsjonen av andre gener.
Genene som er involvert i disse morfologiske funksjonene kalles loci homeotics. I dyreriket er de viktigste kjent som loci HJEMME (hos virvelløse dyr) og lokus Hox (hos virveldyr). Imidlertid er de generelt kjent som loci Hox.
Genene Hox De har en serie med veldig særegne og interessante egenskaper. Disse sentrale aspektene hjelper til med å forstå dens funksjon og dens potensielle rolle i evolusjonær biologi..
Disse genene er organisert i "genkomplekser", noe som betyr at de er tett sammen på kromosomene - når det gjelder deres romlige plassering..
Den andre egenskapen er den overraskende korrelasjonen som eksisterer mellom rekkefølgen av gener i DNA-sekvensen og anteroposterior plassering av produktene til disse genene i embryoet. Bokstavelig talt er genene som går "fremover" i den posisjonen.
Tilsvarende er det i tillegg til romlig kollinearitet en tidsmessig korrelasjon. Gener lokalisert ved 3'-enden forekommer tidligere i utviklingen av individet, sammenlignet med de som er funnet lenger bak.
Genene Hox tilhører klassen kalt ANTP, som også inkluderer gener ParaHox (relatert til disse), NK-gener og andre.
Ingen gener fra ANTP-klassen var fra Metazoans. I den evolusjonære evolusjonen av denne dyregruppen var poriferous den første gruppen som separerte, etterfulgt av cnidarians. Disse to linjene representerer de to basale gruppene av bilaterater.
Genetisk analyse utført på den berømte svampen Amphimedon queenslandica - dens berømmelse skyldes gener for nervesystemet - de avslørte at denne poriferous har flere gener av NK-typen, men ingen gener Hox eller ParaHox.
Ingen gener er rapportert hos cnidarians Hox som sådan oppfyller de de nevnte egenskapene. Imidlertid er det gener Hox-aktig.
På den annen side har virvelløse dyr en enkelt klynge av gener Hox, mens virveldyr har flere kopier. Dette faktum har vært avgjørende og har inspirert utviklingen av teorier om utviklingen av gruppen..
Det klassiske synet på dette aspektet hevder at de fire genklyngene i det menneskelige genomet oppsto takket være to replikasjonsrunder av hele genomet. Imidlertid har utviklingen av nye sekvenseringsteknologier kastet tvil om teorien.
Det nye beviset favoriserer hypotesen knyttet til småskala hendelser (segment duplisering, individuell duplisering av gener og translokasjoner) som oppnådde det høye antallet gener. Hox at vi i dag observerer i denne gruppen.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.