Genler Hox keşfi, özellikleri ve evrimi



genler Hox vücut yapılarının gelişimini düzenlemekle sorumlu büyük bir gen ailesidirler. Tüm metazoalarda ve bitki ve hayvanlar gibi diğer soylarda bulunurlar. Bu nedenle evrimsel olarak çok korunmuş olmaları ile karakterize edilirler..

Bu genler şu şekilde çalışırlar: Bireyin belirli bir alanında gelişimin en erken aşamalarında ifade edilen bir DNA - ile etkileşime girebilen bir protein olan - bir transkripsiyon faktörü kodlarlar. Bu DNA bağlama dizisine homeobox denir.

Bu alandaki yaklaşık 30 yıllık araştırma ile, bilim insanları farklı soyları incelemiş ve bu genlerin ifade kalıplarının vücut eksenlerinin bölgeselleşmesiyle güçlü bir şekilde ilişkili olduğu sonucuna varmışlardır..

Bu delil genlerin olduğunu göstermektedir Hox özellikle Bilaterilerde, canlı varlıkların bedensel planlarının gelişiminde vazgeçilmez bir rol oynadılar. Böylece, genler Hox Hayvan formlarının muazzam çeşitliliğini moleküler bir bakış açısıyla açıklayabilmeli.

Bizde, insanlar, 39 gen var Hox. Bunlar dörde ayrılmıştır küme veya farklı kromozomlarda bulunan gruplar: 7p15, 17q21.2, 12q13 ve 2q31.

indeks

  • 1 Keşif
  • 2 Hox genleri nelerdir?
    • 2.1 Terminoloji
  • 3 özellikleri
  • 4 Hox genlerinin evrimi
    • 4.1 Omurgalıların Kökeni
  • 5 Kaynakça

keşif

Genlerin keşfi Hox evrimsel ve gelişimsel biyolojide bir dönüm noktasıydı. Bu genler, meyve sineğindeki iki önemli mutasyonun gözlemlenmesi sayesinde 70 ve 80'ler arasında keşfedildi., Drosophila melanogaster.

Mutasyonlardan biri, Antennapedia, Mutasyonları yaparken, antenleri bacaklara dönüştürür bithorax başka bir çift kanatta halteri (değiştirilmiş yapılar, kanatlı böceklere özgü) dönüşümüne neden olur.

Görüldüğü gibi, genler ne zaman Hox mutasyonları var, bunun sonucu oldukça çarpıcı. Ve, olduğu gibi Drosophila, değişim yanlış yerlerde yapı oluşumuna neden olur.

Genlerin keşfedilmesinden önce Hox, Biyologların çoğu morfolojik çeşitliliğin çeşitli DNA'larla desteklendiğini düşünüyordu. Örneğin bir balina ve sinek kuşu arasındaki bariz farklılıkların genetik terimlerle yansıtılması gerektiğini varsaymak mantıklıydı..

Genlerin gelişiyle Hox, Bu düşünce, biyolojide yeni bir paradigmaya yol açan tam bir dönüş aldı: Metazoalıların ontogenezini birleştiren ortak bir genetik gelişim yolu.

Hox genleri nelerdir?

Gen kavramını tanımlamadan önce Hox, Bir genin ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmek önemlidir. Genler, mesajı bir fenotipte ifade edilen DNA dizileridir..

DNA mesajı nükleotidlerle yazılmıştır, bazı durumlarda bunlar bir haberci RNA'ya geçer ve bu, ribozomlar tarafından bir amino asit dizisine çevrilir - proteinlerin yapısal "blokları".

Genler Hox Bunlar, işlevi vücut yapılarının belirli düzenlerini kontrol etmeyi amaçlayan en iyi bilinen homeotik gen sınıfıdır. Bunlar, hayvanların ön-arka ekseni boyunca bölümlerin kimliğini kontrol etmekten sorumludur..

Bunlar, DNA molekülü ile etkileşime girebilen belirli bir amino asit dizisine sahip bir proteini kodlayan tek bir gen ailesine aittir..

Homeobox terimi, gen içindeki bu bölümü tanımlamak için geldiği yerde, protein ise homeodomain olarak adlandırılır. Homeobox dizisi 180 baz çifti dizisine sahiptir ve bu alanlar evrimsel olarak farklı Filalar arasında çok korunur.

DNA ile bu etkileşim sayesinde, genler Hox Diğer genlerin transkripsiyonunu düzenleyebilir.

terminoloji

İlgili genlerin, morfolojik fonksiyonların adlandırıldığı söylenir. mahaller homeotik. Hayvan krallığında, en önemlisi loci olarak bilinir. HOM (omurgasızlarda) ve loci Hox (omurgalılarda). Ancak, bunlar genellikle loci olarak bilinir. Hox.

özellikleri

Genler Hox Çok tuhaf ve ilginç özelliklere sahipler. Bu kilit yönler, evrimsel biyolojideki işleyişini ve potansiyel rolünü anlamada yardımcı olur..

Bu genler "gen kompleksleri" olarak düzenlenir, yani kromozomlara yakın konumlandırılmışlardır - mekansal konumlarına göre.

İkinci özellik, DNA dizisindeki genlerin sırası ile embriyodaki bu genlerin ürünlerinin antero-posterior konumu arasında var olan şaşırtıcı korelasyondur. Kelimenin tam anlamıyla "ileri" giden genler bu konumda.

Aynı şekilde, uzamsal paralelliğe ek olarak, zamansal bir korelasyon vardır. 3 'ucunda yer alan genler, bireyin gelişiminde, daha ileride bulunanlara kıyasla daha erken görünür..

Genler Hox aynı zamanda genleri de içeren ANTP adlı sınıfa aittir Hox için (bunlarla ilgili), NK genleri ve diğerleri.

Genlerin evrimi Hox

ANTP sınıfındaki hiçbir gen Metazoanlardan değildi. Bu hayvan grubunun evrimsel evriminde porifera, ilk ayrılan grup ve ardından cnidarians oldu. Bu iki soy iki bilaterados bazal grubunu temsil eder..

Ünlü süngerde yapılan genetik analiz Amphimedon queenslandica - Şöhreti sinir sistemi genlerinden kaynaklanmaktadır - bu porifere NK tipinde birkaç gen olduğunu, ancak gen olmadığını ortaya çıkardı. Hox veya Hox için.

Snidarianlarda hiçbir gen bildirilmemiştir Hox Bu nedenle, yukarıda belirtilen özelliklere uymalarıdır. Ancak, genler var Hox benzeri.

Öte yandan, omurgasızlar tek bir gen kümesine sahiptir. Hox, omurgalılar birden fazla kopyaya sahipken. Bu gerçek çok önemliydi ve grubun evrimi hakkındaki teorilerin gelişimine ilham verdi..

Omurgalıların Kökeni

Bu yönün klasik görüşü, insan genomundaki dört gen kümesinin, tüm genomun iki replikasyon turu sayesinde ortaya çıktığını iddia eder. Bununla birlikte, yeni sıralama teknolojilerinin geliştirilmesi teorisi üzerine şüphe uyandırdı.

Yeni kanıt, çok sayıda gen elde eden küçük ölçekli olaylarla (bölümlerin çoğaltılması, genlerin tek tek çoğaltılması ve yer değiştirmeleri) ilgili hipotezi desteklemektedir. Hox bugün bu grupta gözlemlediğimizi.

referanslar

  1. Acampora, D., D'esposito, M., Faiella, A., Pannese, M., Migliaccio, E., Morelli, F., ... & Boncinelli, E. (1989). İnsan HOX gen ailesi. Nükleik asit araştırması, 17(24), 10385-10402.
  2. Ferner, D.E (2011). Hox ve Hox için evrim, gelişim ve genomikte genler. Genomik, proteomik ve biyoinformatik, 9(3), 63-4.
  3. Hrycaj, S.M., & Wellik, D.M. (2016). Hox genler ve evrim. F1000Research, 5, F1000 Fakülte Rev-859.
  4. Lappin, T.R., Grier, D.G., Thompson, A., & Halliday, H.L. (2006). HOX genleri: baştan çıkarıcı bilim, gizemli mekanizmalar. Ulster tıp dergisi, 75(1), 23-31.
  5. Pearson, J.C., Lemons, D. ve McGinnis, W. (2005). modüle Hox Hayvan vücudu şekillendirmede gen fonksiyonları. Doğa Genetiği, 6(12), 893.