Genų Hox atradimas, savybės ir evoliucija



The genus Hox jie yra didelė genų šeima, atsakinga už kūno struktūrų vystymąsi. Jie buvo rasti visose metazose ir kitose linijose, pvz., Augaluose ir gyvūnuose. Todėl jiems būdinga evoliucinė labai konservuota.

Šie genai veikia tokiu būdu: jie koduoja transkripcijos faktorių - baltymą, galintį sąveikauti su DNR, kuri yra išreikšta konkrečioje individo srityje nuo ankstyvųjų vystymosi etapų. Ši DNR surišimo seka vadinama homeoboksa.

Su beveik 30 metų šioje srityje atliktais tyrimais mokslininkai ištyrė skirtingas linijas ir priėjo prie išvados, kad šių genų ekspresijos modeliai yra glaudžiai susiję su kūno ašių regionizavimu..

Šie įrodymai rodo, kad genai Hox jie vaidino būtiną vaidmenį plėtojant gyvų būtybių kūno planus, ypač Bilaterijoje. Taigi, genai Hox leido paaiškinti nuostabią gyvūnų formų įvairovę iš molekulinės perspektyvos.

Mes, žmonės, yra 39 genai Hox. Jie suskirstyti į keturis klasteris arba grupių, esančių skirtingose ​​chromosomose: 7p15, 17q21.2, 12q13 ir 2q31.

Indeksas

  • 1 „Discovery“
  • 2 Kas yra „Hox“ genai?
    • 2.1 Terminologija
  • 3 Charakteristikos
  • 4 Hox genų evoliucija
    • 4.1 Stuburinių gyvūnų kilmė
  • 5 Nuorodos

„Discovery“

Genų atradimas Hox tai buvo evoliucinės ir vystymosi biologijos etapas. Šie genai buvo atrasti tarp 70 ir 80 metų, nes buvo stebimos dvi pagrindinės vaisių skraidymo mutacijos, Drosophila melanogaster.

Viena iš mutacijų, antennapedia, transformuoja antenas į kojas, o mutacija bithorax sukelia halterio (modifikuotų struktūrų, būdingų vabzdžiams sparnais) transformaciją kitoje sparnų poroje.

Kaip matyti, kai genai Hox jie turi mutacijas, kurių rezultatas yra gana dramatiškas. Ir, kaip Drosophila, pokytis sukelia struktūrų susidarymą netinkamose vietose.

Prieš genų atradimą Hox, Dauguma biologų manė, kad morfologinė įvairovė buvo palaikoma įvairiomis DNR. Buvo logiška manyti, kad, pavyzdžiui, akivaizdūs skirtumai tarp banginių ir kolibrių turėtų atsispindėti genetinėse sąlygose..

Atvykus genams Hox, ši mintis buvo visiškai apsisukusi, suteikdama kelią naujai biologijos paradigmai: bendras genetinės plėtros kelias, vienijantis metazonų ontogeniją.

Kas yra „Hox“ genai?

Prieš apibrėžiant genų sąvoką Hox, Labai svarbu žinoti, kas yra genas ir kaip jis veikia. Genai yra DNR sekos, kurių pranešimas yra išreikštas fenotipu.

DNR pranešimas rašomas nukleotiduose, kai kuriais atvejais šie perduodami į pasiuntinio RNR, o tai ribosomos paverčia aminorūgščių seka - baltymų struktūriniais blokais..

Genai Hox jie yra geriausiai žinoma naminių genų klasė, kurios funkcija yra kontroliuoti specifinius kūno struktūrų modelius. Jie yra atsakingi už segmentų tapatumo kontrolę išilgai gyvulių atraminės galinės ašies.

Jie priklauso vienai genų šeimai, kuri koduoja baltymą, turintį specifinę aminorūgščių seką, galinčią sąveikauti su DNR molekule.

Tai reiškia, kad terminas „homeobox“ kilęs iš to, kad apibūdina tą geno sekciją, o baltyme jis vadinamas homeodomain. Homeobokso seka turi 180 bazinių porų seką ir šie domenai evoliuciškai labai konservuoti tarp skirtingų Phyla.

Dėl šios sąveikos su DNR, genai Hox geba reguliuoti kitų genų transkripciją.

Terminologija

Susiję genai yra minėtos morfologinės funkcijos lokusai jausmingas Gyvūnų karalystėje svarbiausi yra vadinami lokusais HOM (bestuburiuose) ir lokusuose Hox (stuburiniuose gyvūnuose). Tačiau jie paprastai yra žinomi kaip lokai Hox.

Savybės

Genai Hox Jie turi labai savitų ir įdomių savybių seriją. Šie pagrindiniai aspektai padeda suprasti jo veikimą ir galimą vaidmenį evoliucinėje biologijoje.

Šie genai yra suskirstyti į "genų kompleksus", o tai reiškia, kad jie yra netoli chromosomų - jų erdvinės vietos požiūriu..

Antroji charakteristika yra stebina koreliacija tarp genų sekos DNR sekoje ir antero-posteriori šių genų produktų embrione. Žodžiu genai, einantys į priekį, yra tokioje padėtyje.

Taip pat, be erdvinio kolinearumo, yra laiko koreliacija. 3 'gale esantys genai atsiranda anksčiau individo vystymosi procese, palyginti su tolesniais.

Genai Hox priklauso ANTP klasei, kuri taip pat apima genus Dėl Hox (susiję su jais), NK genai ir kt.

Genų evoliucija Hox

Jokie ANTP klasės genai nebuvo iš metazo. Evoliucinėje šios gyvūnų grupės evoliucijoje poriferos buvo pirmoji grupė, po kurios atsiskyrė, po to sekė cnidarai. Šios dvi linijos yra dvi pagrindinės bilaterados grupės.

Genetinė analizė atliekama su garsiu kempine Amphimedon queenslandica - jo šlovės priežastis yra nervų sistemos genai - atskleidė, kad šis poriferas turi kelis NK tipo genus, bet nėra genų. Hox o Dėl Hox.

Cnidarianuose nebuvo pranešta apie genus Hox kad jie atitiktų minėtas savybes. Tačiau yra genų Hox tipo.

Kita vertus, bestuburiai turi vieną genų grupę Hox, o stuburiniai turi daug kopijų. Šis faktas buvo labai svarbus ir įkvėpė teorijų apie grupės raidą plėtrą.

Stuburinių gyvūnų kilmė

Klasikinis šio aspekto požiūris teigia, kad keturi žmogaus genomo genų grupes kilo dėl dviejų viso genomo replikacijos raundų. Tačiau naujų sekos technologijų kūrimas sukėlė abejonių dėl teorijos.

Nauji įrodymai patvirtina hipotezę, susijusią su nedidelio masto įvykiais (segmentų dubliavimu, individualiu genų dubliavimu ir perkėlimu), kurie pasiekė didelį genų skaičių Hox kad šiandien mes stebime šioje grupėje.

Nuorodos

  1. Acampora, D., D'esposito, M., Faiella, A., Pannese, M., Migliaccio, E., Morelli, F., ... & Boncinelli, E. (1989). Žmogus HOX genų šeima. Nukleino rūgščių tyrimai, 17(24), 10385-10402.
  2. Ferner, D. E. (2011). Hox ir Dėl Hox evoliucijos, vystymosi ir genomikos genai. Genomika, proteomika ir bioinformatika, 9(3), 63-4.
  3. Hrycaj, S. M., & Wellik, D. M. (2016). Hox genai ir evoliucija. F1000Research, 5, F1000 fakultetas Rev-859.
  4. Lappin, T. R., Grier, D.G., Thompson, A., & Halliday, H.L. (2006). HOX genai: viliojanti mokslas, paslaptingi mechanizmai. Ulsterio medicinos žurnalas, 75(1), 23-31.
  5. Pearson, J. C., Lemons, D., ir McGinnis, W. (2005). Moduliavimas Hox genų funkcijos gyvūnų kūno modeliavimo metu. Gamtos apžvalgos genetika, 6(12), 893.