The geny Hox Jedná se o velkou genovou rodinu, která je zodpovědná za regulaci vývoje tělesných struktur. Byly nalezeny ve všech metazoanech a v jiných liniích, jako jsou rostliny a zvířata. Z tohoto důvodu se vyznačují tím, že jsou evolučně velmi konzervativní.
Tyto geny fungují následujícím způsobem: kódují transkripční faktor - protein schopný interakce s DNA - který je exprimován v určité oblasti jedince od nejranějších stádií vývoje. Tato sekvence vázající DNA se nazývá homeobox.
S téměř 30 lety výzkumu v této oblasti vědci studovali různé linie a dospěli k závěru, že expresní vzorce těchto genů jsou silně spojeny s regionalizací os těla..
Tento důkaz naznačuje, že geny Hox Hrají nepostradatelnou roli ve vývoji tělesných plánů živých bytostí, zejména v Bilateria. Tedy geny Hox umožnily vysvětlit nádhernou rozmanitost zvířecích forem z molekulárního hlediska.
U nás lidí existuje 39 genů Hox. Ty jsou seskupeny do čtyř shluk nebo skupiny umístěné na různých chromozomech: 7p15, 17q21.2, 12q13 a 2q31.
Rejstřík článků
Objev genů Hox byl to milník v evoluční a vývojové biologii. Tyto geny byly objeveny mezi 70. a 80. lety díky pozorování dvou klíčových mutací ovocné mušky, Drosophila melanogaster.
Jedna z mutací, anténa, transformuje antény na nohy, zatímco mutace bithorax způsobí přeměnu halterů (modifikovaných struktur, typických pro okřídlený hmyz) na další pár křídel.
Jak je vidět, když geny Hox mít mutace, výsledek je docela dramatický. A jako v Drosophila, změna vede k tvorbě struktur na špatných místech.
Před objevením genů Hox, většina biologů si myslela, že morfologická rozmanitost byla podporována rozmanitostí na úrovni DNA. Bylo logické předpokládat, že zjevné rozdíly mezi velrybou a kolibříkem se například musely odrážet v genetických pojmech..
S příchodem genů Hox, Toto myšlení nabralo úplný směr a ustoupilo novému paradigmatu v biologii: společné cestě genetického vývoje, která sjednocuje ontogenezi metazoánů..
Před definicí pojmu geny Hox, je nezbytné vědět, co je gen a jak funguje. Geny jsou sekvence DNA, jejichž zpráva je vyjádřena ve fenotypu.
Zpráva DNA je napsána v nukleotidech, v některých případech tyto přecházejí do messengerové RNA a tato je ribozomy přeložena do sekvence aminokyselin - strukturálních „stavebních kamenů“ proteinů..
Geny Hox Jedná se o nejznámější třídu homeotických genů, jejichž funkcí je řídit specifické vzorce tělesných struktur. Ty mají na starosti kontrolu identity segmentů podél předozadní osy zvířat..
Patří do jedné rodiny genů, která kóduje protein, který má specifickou aminokyselinovou sekvenci schopnou interakce s molekulou DNA..
Odtud pochází termín homeobox, který popisuje tuto část genu, zatímco v proteinu se nazývá homeodoména. Homeoboxová sekvence má sekvenci 180 párů bází a tyto domény jsou evolučně vysoce konzervované mezi různými Phyla.
Díky této interakci s DNA, geny Hox jsou schopny regulovat transkripci jiných genů.
Geny podílející se na těchto morfologických funkcích se nazývají loci homeotika. V živočišné říši jsou nejdůležitější označovány jako loci HOM (u bezobratlých) a loci Hox (u obratlovců). Nicméně, oni jsou obecně známí jako loci Hox.
Geny Hox Mají řadu velmi zvláštních a zajímavých vlastností. Tyto klíčové aspekty pomáhají pochopit jeho fungování a jeho potenciální roli v evoluční biologii..
Tyto geny jsou organizovány do „genových komplexů“, což znamená, že jsou blízko sebe na chromozomech - z hlediska jejich prostorového umístění..
Druhou charakteristikou je překvapivá korelace, která existuje mezi řádem genů v sekvenci DNA a předozadním umístěním produktů těchto genů v embryu. Doslova geny, které jdou „vpřed“, jsou v této pozici.
Podobně, kromě prostorové kolineárnosti, existuje také časová korelace. Geny umístěné na 3 'konci se vyskytují dříve ve vývoji jedince, ve srovnání s těmi, které se nacházejí dále.
Geny Hox patří do třídy zvané ANTP, která také zahrnuje geny ParaHox (související s nimi), geny NK a další.
Žádné geny třídy ANTP nebyly z metazoánů. V evolučním vývoji této skupiny zvířat byly poriferous první skupinou, která se oddělila, následovanou cnidariány. Tyto dvě linie představují dvě bazální skupiny bilaterátů.
Genetická analýza provedená na slavné houbě Amphimedon queenslandica - jeho sláva je způsobena geny pro nervový systém - odhalili, že tento poriferous má několik genů typu NK, ale žádné geny Hox nebo ParaHox.
U cnidariánů nebyly hlášeny žádné geny Hox jako takové splňují výše uvedené vlastnosti. Existují však geny Hox-like.
Na druhou stranu mají bezobratlí jediný shluk genů Hox, zatímco obratlovci mají více kopií. Tato skutečnost byla zásadní a inspirovala vývoj teorií o vývoji skupiny..
Klasický pohled na tento aspekt tvrdí, že čtyři genové shluky v lidském genomu vznikly díky dvěma cyklům replikace celého genomu. Vývoj nových sekvenčních technologií však zpochybnil teorii.
Nové důkazy upřednostňují hypotézu související s událostmi malého rozsahu (duplikace segmentů, individuální duplikace genů a translokace), které dosáhly vysokého počtu genů. Hox které dnes v této skupině pozorujeme.
Zatím žádné komentáře