Гени Hox откритие, характеристики и еволюция



на гени Нох те са голямо генно семейство, което е отговорно за регулирането на развитието на телесните структури. Те са открити във всички метазои и в други линии, като растения и животни. Затова те се характеризират с еволюционно много консервация.

Тези гени работят по следния начин: те кодират транскрипционен фактор - протеин, способен да взаимодейства с ДНК - който се изразява в определена област на индивида от най-ранните етапи на развитие. Тази ДНК свързваща последователност се нарича homeobox.

С почти 30 години изследвания в тази област, учените са изследвали различни линии и са стигнали до заключението, че моделите на експресия на тези гени са силно свързани с регионализацията на тялото..

Тези доказателства сочат, че гените Нох те са изиграли незаменима роля в еволюцията на телесните планове на живите същества, особено в Bilateria. Така гените Нох позволиха да се обясни великолепното разнообразие на животинските форми от молекулярна гледна точка.

В нас, хората, има 39 гена Нох. Те са групирани в четири струпване или групи, разположени в различни хромозоми: 7р15, 17q21.2, 12q13 и 2q31.

индекс

  • 1 Откриване
  • 2 Какви са Hox гените?
    • 2.1 Терминология
  • 3 Характеристики
  • 4 Еволюция на Hox гените
    • 4.1 Произход на гръбначните животни
  • 5 Препратки

откритие

Откриването на гени Нох това е крайъгълен камък в еволюционната и развитието биология. Тези гени са открити между 70-те и 80-те години благодарение на наблюдението на две ключови мутации в плодовата мушица, Drosophila melanogaster.

Една от мутациите, Antennapedia, превръща антените в крака, докато мутацията bithorax причинява трансформацията на халтери (модифицирани структури, типични за насекоми с крила) в друга двойка крила.

Както може да се види, когато гените Нох те имат мутации, резултатът от това е доста драматичен. И, както в Drosophila, промяната води до формиране на структури в погрешни места.

Преди откриването на гените Нох, Повечето биолози смятаха, че морфологичното разнообразие е подкрепено с различни ДНК. Логично е да се предположи, че очевидните разлики между кит и колибри, например, трябва да бъдат отразени в генетични термини..

С пристигането на гените Нох, тази мисъл се завъртя напълно, давайки път на нова парадигма в биологията: общ път на генетичното развитие, който обединява онтогенезата на метазоанците.

Какви са Hox гените?

Преди да дефинираме концепцията за гените Нох, Важно е да знаете какво е ген и как работи. Гените са ДНК последователности, чието съобщение се изразява в фенотип.

Посланието на ДНК е написано в нуклеотиди, в някои случаи те преминават към РНК на пратеника и това се превежда от рибозомите в последователност от аминокиселини - структурните "блокове" на протеините..

Гените Нох те са най-известният клас хомеотични гени, чиято функция е да контролират специфични модели на структурите на тялото. Те са отговорни за контролирането на идентичността на сегментите по протежение на пред-задната ос на животните.

Те принадлежат към едно семейство гени, което кодира протеин, който има специфична аминокиселинна последователност, способна да взаимодейства с ДНК молекулата..

Това е мястото, откъдето идва терминът homeobox, за да се опише този участък в гена, докато в протеина той се нарича homeodomain. Хомеобоксната последователност има последователност от 180 базови двойки и тези области са еволюционно много запазени между различните Phyla.

Благодарение на това взаимодействие с ДНК, гените Нох могат да регулират транскрипцията на други гени.

терминология

Включените гени се наричат ​​морфологични функции локуси хомеотичните. В животинското царство най-важните са известни като локуси HOM (при безгръбначни) и локуси Нох (при гръбначни). Обаче, те са известни като локуси Нох.

функции

Гените Нох Те имат серия от много особени и интересни характеристики. Тези ключови аспекти помагат да се разбере неговото функциониране и потенциалната му роля в еволюционната биология.

Тези гени са организирани в "генни комплекси", което означава, че те са разположени близо до хромозомите - по отношение на тяхното пространствено местоположение..

Втората характеристика е изненадващата корелация, която съществува между реда на гените в ДНК последователността и пред-задното разположение на продуктите на тези гени в ембриона. Буквално гените, които отиват "напред", са в тази позиция.

По същия начин, в допълнение към пространствената колинеарност, има времева корелация. Гените, разположени на 3 'края, се появяват по-рано в развитието на индивида, в сравнение с тези, намерени по-назад.

Гените Нох принадлежат към класа, наречен ANTP, който включва и гени За Хокс (свързани с тях), NK гени и други.

Еволюция на гените Нох

Не бяха гени от ANTP класа на Metazoans. В еволюционната еволюция на тази група животни, порфира е първата група, която се разделя, следвана от книдарите. Тези две линии представляват двете основни групи на двустранните.

Генетичен анализ, извършен върху известната гъба Amphimedon queenslandica - неговата слава се дължи на гените за нервната система - разкрива, че този порфиреър има няколко гена от типа NK, но няма ген Нох или За Хокс.

В cnidarians не са докладвани никакви гени Нох като такива, че отговарят на гореспоменатите характеристики. Има обаче гени Нох, подобни на.

От друга страна, безгръбначните притежават един куп гени Нох, докато гръбначните имат множество копия. Този факт е от решаващо значение и е вдъхновил развитието на теориите за еволюцията на групата.

Произход на гръбначните животни

Класическият възглед за този аспект твърди, че четирите групи от гени в човешкия геном са възникнали благодарение на два кръга на репликация на целия геном. Разработването на нови технологии за секвениране обаче постави под съмнение теорията.

Новите доказателства подкрепят хипотезата, свързана с дребномащабни събития (дублиране на сегменти, индивидуално дублиране на гени и транслокации), постигнали големия брой гени Нох че днес наблюдаваме в тази група.

препратки

  1. Acampora, D., D'esposito, М., Faiella, A., Pannese, М., Migliaccio, Е., Morelli, F., ... & Boncinelli, E. (1989). Човекът Нох генно семейство. Изследване на нуклеинови киселини, 17(24), 10385-10402.
  2. Ferner, D. E. (2011). Нох и За Хокс гени в еволюцията, развитието и геномиката. Геномика, протеомика и биоинформатика, 9(3), 63-4.
  3. Hrycaj, S. M., & Wellik, D. M. (2016). Нох гени и еволюция. F1000Research, 5, F1000 Факултет Rev-859.
  4. Lappin, Т. R., Grier, D.G., Thompson, A., & Halliday, H.L. (2006). HOX гени: съблазнителна наука, загадъчни механизми. Медицинският журнал на Ълстър, 75(1), 23-31.
  5. Pearson, J.C., Lemons, D., & McGinnis, W. (2005). модулиране Нох генните функции по време на моделирането на животинското тяло. Nature Reviews Генетика, 6(12), 893.