Gének Hox felfedezés, jellemzők és fejlődés

az gének Hox ezek egy nagy géncsalád, amely felelős a teststruktúrák fejlődésének szabályozásáért. Mindegyik metazoánban és más vonalakban, például növényekben és állatokban találtak. Ezért azokra jellemző, hogy evolúciósan nagyon konzerváltak.

Ezek a gének a következőképpen működnek: kódolnak egy transzkripciós faktorot - egy olyan DNS-t képes kölcsönhatásba lépő fehérjét -, amely az egyén egy bizonyos területén fejeződik ki a fejlődés legkorábbi szakaszától. Ezt a DNS-kötő szekvenciát homeoboxnak nevezzük.

A kutatók közel 30 éves kutatást folytattak ezen a területen, és különböző kutatókat tanulmányoztak, és arra a következtetésre jutottak, hogy ezeknek a géneknek a kifejeződési mintái erősen összefüggnek a testtengelyek regionalizációjával..

Ez a bizonyíték arra utal, hogy a gének Hox nélkülözhetetlen szerepet játszottak az élő lények testi terveinek fejlődésében, különösen a Bilateriában. Így a gének Hox lehetővé tették az állati formák csodálatos sokféleségének magyarázatát molekuláris szempontból.

Bennünk, emberben 39 gén van Hox. Ezek négy csoportba vannak csoportosítva fürt vagy különböző kromoszómákban elhelyezkedő csoportok: 7p15, 17q21.2, 12q13 és 2q31.

index

• 1 Discovery
• 2 Mik a Hox gének?
  • 2.1 Terminológia
• 3 Jellemzők
• 4 A Hox gének fejlődése
  • 4.1 A gerincesek eredete
• 5 Referenciák

felfedezés

A gének felfedezése Hox mérföldkő volt az evolúciós és a fejlődési biológiában. Ezeket a géneket a 70-es és 80-as évek között fedezték fel, a két fő mutáció megfigyelésének köszönhetően, Drosophila melanogaster.

Az egyik mutáció, Antennapediaból, az antennákat lábaivá alakítja, míg a mutációt bithorax a szárnyas rovarokra jellemző módosított struktúrák átalakulását egy másik szárnypárban okozza.

Mint látható, amikor a gének Hox mutációik vannak, ennek eredménye drámai. És, mint az Drosophila, a változás a helytelen struktúrák kialakulásához vezet.

A gének felfedezése előtt Hox, A legtöbb biológus úgy vélte, hogy a morfológiai sokféleséget számos DNS támasztotta alá. Logikus volt feltételezni, hogy a bálna és a kolibri között nyilvánvaló különbségeket a genetikai kifejezések tükrözik..

A gének megérkezésével Hox, ez a gondolat teljes körű fordulatot hozott, és egy új paradigmához vezetett a biológiában: a genetikai fejlődés közös útja, amely egyesíti a metazonosok ontogénjét.

Mik a Hox gének?

A gének fogalmának meghatározása előtt Hox, Fontos tudni, hogy mi a gén és hogyan működik. A gének olyan DNS-szekvenciák, amelyek üzenetét fenotípusban fejezzük ki.

A DNS üzenetét nukleotidokba írták, egyes esetekben ezek a jeladók RNS-jébe kerülnek, és ezt a riboszómák aminosavak szekvenciájává fordítják - a fehérjék szerkezeti blokkjai.

A gének Hox a homeotikus gének legismertebb osztálya, amelynek feladata a teststruktúrák specifikus mintáinak ellenőrzése. Ezek felelősek a szegmensek azonosságának szabályozásáért az állatok antero-posterior tengelye mentén.

Ezek egy olyan géncsaládhoz tartoznak, amely olyan fehérjét kódol, amely specifikus aminosav-szekvenciával képes kölcsönhatásba lépni a DNS-molekulával.

Ez az, ahol a homeobox kifejezés a gén azon részének leírásából származik, míg a fehérjében homeodomainnak nevezik. A homeobox szekvencia 180 bázispárból áll, és ezek a domének evolúciósan nagyon konzerváltak a különböző Phyla között.

A DNS-sel való kölcsönhatásnak, a géneknek köszönhetően Hox képesek más gének transzkripciójának szabályozására.

terminológia

Az érintett gének az említett morfológiai funkciók loci homeotikus. Az állatvilágban a legfontosabbak loci néven ismertek HOM (gerinctelenek) és lókuszok Hox (gerinceseken). Ezek azonban lokuszként ismertek Hox.

jellemzői

A gének Hox Nagyon sajátos és érdekes jellemzőkkel rendelkeznek. Ezek a kulcsfontosságú szempontok segítenek megérteni annak működését és potenciális szerepét az evolúciós biológiában.

Ezek a gének "gén komplexekké" szerveződnek, ami azt jelenti, hogy a kromoszómák közelében helyezkednek el - térbeli elhelyezkedésük szempontjából..

A második jellemző a meglepő korreláció, amely a DNS-szekvencia gének sorrendje és e gének termékeinek az embrióban lévő antero-posterior elhelyezkedése között van. Szó szerint a "előretekintő" gének ebben a helyzetben vannak.

Ugyanígy, a térbeli kolinearitáson kívül van egy időbeli korreláció is. A 3'-végén található gének korábban megjelennek az egyén fejlődésében, mint a hátrafelé találtak.

A gének Hox az ANTP nevű osztályba tartoznak, amelyek szintén géneket tartalmaznak Hox számára (ezekhez kapcsolódóan), NK gének és mások.

A gének fejlődése Hox

Az ANTP osztály génjei nem voltak a metazonosok. Ennek az állatcsoportnak az evolúciós evolúciójában a porifera volt az első csoport, melyet különválasztottak, majd a cnidárok. Ez a két vonal a bilaterados két alapcsoportját képviseli.

A híres szivacson végzett genetikai elemzés Amphimedon queenslandica - hírnevét az idegrendszeri gének okozzák - kiderült, hogy ez a porifere több NK-génnel rendelkezik, de nincs gén. Hox vagy Hox számára.

A cnidáriusokban nem jelentettek géneket Hox mint olyan, hogy megfelelnek a fent említett jellemzőknek. Vannak azonban gének Hox-szerű.

Másrészt a gerinctelenek egyetlen géncsoportot tartalmaznak Hox, míg a gerincesek több példányban vannak. Ez a tény döntő jelentőségű volt, és inspirálta a csoport fejlődésével kapcsolatos elméletek kialakulását.

A gerincesek eredete

Ennek a szempontnak a klasszikus nézete szerint az emberi genom négy géncsoportja a teljes genom két replikációs körének köszönhető. Az új szekvenáló technológiák kifejlesztése azonban kétségbe vonta az elméletet.

Az új bizonyítékok alátámasztják a kis léptékű eseményekkel kapcsolatos hipotézist (szegmensek megkettőzése, a gének egyedi átfedése és transzlokáció), amelyek elérték a nagy számú gént Hox hogy ma megfigyeljük ezt a csoportot.

referenciák

1. Acampora, D., D'esposito, M., Faiella, A., Pannese, M., Migliaccio, E., Morelli, F., ... & Boncinelli, E. (1989). Az ember HOX géncsalád. Nukleinsavak kutatása, 17(24), 10385-10402.
2. Ferner, D. E. (2011). Hox és Hox számára gének az evolúcióban, a fejlődésben és a genomikában. Genomika, proteomika és bioinformatika, 9(3), 63-4.
3. Hrycaj, S. M. és Wellik, D. M. (2016). Hox gének és evolúció. F1000Research, 5, F1000 Kar Rev-859.
4. Lappin, T. R., Grier, D. G., Thompson, A. és Halliday, H.L. (2006). HOX gének: csábító tudomány, titokzatos mechanizmusok. Az Ulster orvosi folyóirat, 75(1), 23-31.
5. Pearson, J. C., Lemons, D. és McGinnis, W. (2005). moduláló Hox gén funkciók az állati testmintázás során. Nature Reviews Genetika, 6(12), 893.