Kluczowa różnica między genami homeobox a hox polega na tym, że geny homeobox są głównie zaangażowane w regulację całego procesu morfogenezy, podczas gdy geny hox są podzbiorem genów homeobox, które regulują jedynie tworzenie osi i przydatków w organizmach.
Regulacja rozwoju strukturalnego jest ważnym procesem podczas rozwoju embrionalnego. Geny homeobox i geny hox odgrywają ważną rolę w całym procesie, działając jako czynniki transkrypcyjne, które wzmacniają ekspresję odpowiednich genów. Te geny są wysoce konserwatywne, a mutacje tych genów mogą mieć wiele negatywnych skutków.
Czym są geny Homeobox?
Istnieje wiele zmian anatomicznych, które zachodzą w organizmach podczas ich cyklu życia. Zjawisko to znane jest jako morfogeneza. Geny odpowiedzialne za regulację tych zmian anatomicznych nazywane są genami homeobox. Składają się one z sekwencji DNA o długości około 180 par zasad. Są one wstępnie znajdowane w zwierzętach, roślinach, grzybach i innych organizmach eukariotycznych.
Ekspresja genów homeobox prowadzi do powstania białek homeodomen. Te białka homeodomen są głównie czynnikami transkrypcyjnymi. Pomagają w fałdowaniu DNA i białek pomocniczych podczas ekspresji genetycznej, regulując w ten sposób cały proces ekspresji. Dlatego geny homeoboxów odgrywają ważną rolę w procesie regulacji. Jednak mutacja w genach homeobox może spowodować poważne uszkodzenie procesów regulacyjnych.
Rysunek 01: Domena
Domeny homeobox zostały po raz pierwszy zidentyfikowane u Drosophila i są wysoce konserwatywnymi regionami w genomie kręgowców. Charakterystyczna homeodomena daje początek białku z 60 aminokwasami tworzącymi struktury drugorzędowe alfa-helisy. Aktywność tych białek regulatorowych, kodowanych przez geny homeoboxów, jest najbardziej widoczna we wczesnej fazie embrionalnej, gdzie ma miejsce formowanie się osi ciała. Indukuje również różnicowanie komórkowe u eukariontów. Istnieją dwa rodzaje genów homeoboxów. Są to geny POU i geny HOX.
Czym są geny Hox?
Geny Hox tworzą podzbiór genów homeobox. Są one szczególnie związane z regulacją rozwoju planu ciała podczas embrionalnego etapu cyklu życiowego. Białka kodowane przez geny hox regulują pozycję i dokładną strukturę planu ciała. Obejmuje to umieszczenie nóg, przydatków, takich jak czułki i skrzydła u większości zwierząt eukariotycznych.
Kręgowce mają specjalne geny hox, które regulują położenie poszczególnych kręgów w kręgosłupie. Geny Hox regulują również segmentację organizmu wyższych organizmów.
Rysunek 02: Geny Hox
Zbiegające się z genami homeoboxów, geny hox kodują również czynniki transkrypcyjne. Są to również regiony chronione. Obecnie zidentyfikowano około 39 genów Hox. Geny Hox kodują również białka, które tworzą drugorzędowe alfa-helisy, które umożliwiają im splątanie podczas transkrypcji genów w celu regulacji w górę procesu.
Ponieważ geny hox odgrywają główną rolę we wczesnym rozwoju organizmu zwierzęcia, mutacje w tych genach mogą prowadzić do śmiertelnych skutków lub nieprawidłowości w rozwoju budowy ciała. Tak więc te geny odgrywają główną rolę w utrzymaniu postawy i struktury ciała.
Jakie są podobieństwa między genami Homeobox i Hox?
- Geny homeobox i hox są obecne u eukariontów.
- Oba są ważne we wczesnym rozwoju embrionalnym.
- Są wysoce konserwatywnymi regionami genomu.
- Oba dają początek różnym czynnikom transkrypcyjnym, które regulują transkrypcję.
- Ponadto powodują powstawanie białek zawierających drugorzędowe struktury alfa.
- Mutacje zachodzące w obu genach mogą prowadzić do nieprawidłowej ekspresji struktury ciała.
- Oba geny biorą udział głównie w morfogenezie organizmów wyższych.
Jaka jest różnica między genami Homeobox a Hox?
Kluczową różnicą między genami homeobox a hox jest zakres ich funkcji. Podczas gdy geny homeobox regulują cały proces morfogenezy anatomicznej, geny hox regulują jedynie rozwój osi i rozwój wyrostków strukturalnych podczas morfogenezy. Liczba genów homeoboxów i genów hox również się różni. Istnieje około 200 genów homeoboxów, a około 39 genów hox.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między genami homeobox i hox.
Podsumowanie – Homeobox kontra Hox Genes
Geny homeoboxowe i geny hox są wysoce konserwatywnymi genami. Są to główne geny zaangażowane w regulację anatomicznego rozwoju organizmów wyższego rzędu, w tym kręgowców. Podczas gdy geny homeobox to duża grupa genów, geny hox są podzbiorem genów homeobox. Dlatego geny hox specyficznie regulują rozwój osi i przydatków, podczas gdy geny homeobox ogólnie regulują całą morfogenezę strukturalną. Oba geny kodują czynniki transkrypcyjne, które wzmacniają i regulują ten proces. Mutacje w obu genach mogą mieć wiele niekorzystnych skutków. Oto podsumowanie różnicy między genami homeobox a hox.
