Генес Хок откриће, карактеристике и еволуција



Тхе гени Хок они су велика породица гена која је одговорна за регулисање развоја телесних структура. Пронађени су у свим метазоанима и другим линијама, као што су биљке и животиње. Стога их карактерише еволуцијски веома конзервирана.

Ови гени функционишу на следећи начин: кодирају фактор транскрипције - протеин способан за интеракцију са ДНК - који се изражава у одређеној области појединца од најранијих фаза развоја. Ова секвенца везивања ДНК назива се хомеобокс.

Са скоро 30 година истраживања у овој области, научници су проучавали различите линије и дошли до закључка да су обрасци експресије ових гена снажно повезани са регионализацијом телесних оса..

Ови докази сугеришу да су гени Хок они су играли незамјењиву улогу у еволуцији тјелесних планова живих бића, посебно у Билатерији. Дакле, гени Хок дозволили су да објасне величанствену разноликост животињских облика, из молекуларне перспективе.

У нама, људи, постоји 39 гена Хок. Они су груписани у четири цлустер или групе, лоциране у различитим хромозомима: 7п15, 17к21.2, 12к13 и 2к31.

Индек

  • 1 Дисцовери
  • 2 Који су Хок гени?
    • 2.1 Терминологија
  • 3 Карактеристике
  • 4 Еволуција Хок гена
    • 4.1 Порекло кичмењака
  • 5 Референце

Дисцовери

Откриће гена Хок то је била прекретница у еволуцијској и развојној биологији. Ови гени су откривени између 70-их и 80-их година захваљујући посматрању две кључне мутације у воћној муви, Дросопхила меланогастер.

Једна од мутација, антеннапедиа, трансформише антене у ноге, док мутација битхорак узрокује трансформацију халтерија (модификованих структура, типичних за инсекте са крилима) у другом пару крила.

Као што се може видети, када су гени Хок имају мутације, резултат тога је прилично драматичан. И, као у Дросопхила, промјена доводи до формирања структура на погрешним мјестима.

Пре откривања гена Хок, Већина биолога сматра да је морфолошка разноликост подржана различитим ДНК. Било је логично претпоставити да очигледне разлике између китова и колибрића, на пример, треба да се рефлектују у генетским терминима..

Доласком гена Хок, ова мисао заузела је потпуни преокрет, уступајући место новој парадигми у биологији: заједнички пут генетског развоја који обједињује онтогенију метазоанаца.

Који су Хок гени?

Пре дефинисања концепта гена Хок, Битно је знати шта је ген и како функционира. Гени су секвенце ДНК чија је порука изражена у фенотипу.

Порука ДНК је написана у нуклеотидима, у неким случајевима они прелазе у РНК гласника, а рибозоми прелазе у низ аминокиселина - структурних "блокова" протеина.

Гени Хок они су најпознатија класа хомеотских гена, чија је функција да контролишу специфичне обрасце структура тела. Они су одговорни за контролу идентитета сегмената дуж антеро-стражње оси животиња.

Они припадају једној породици гена која кодира за протеин који има специфичну аминокиселинску секвенцу способну за интеракцију са молекулом ДНК..

Одатле долази термин хомеобок да опише тај део у гену, док се у протеину назива хомеодомаин. Хомеобокс секвенца има секвенцу од 180 парова база и ови домени су еволуцијски веома конзервирани између различитих Пхила.

Захваљујући овој интеракцији са ДНК, гени Хок могу да регулишу транскрипцију других гена.

Терминологија

Укључени гени су наведене морфолошке функције лоци хомеотиц У животињском царству, најважнији су познати као локуси ХОМ (код бескичмењака) и локуса Хок (код кичмењака). Међутим, они су опште познати као локуси Хок.

Феатурес

Гени Хок Имају низ веома специфичних и занимљивих карактеристика. Ови кључни аспекти помажу у разумевању његовог функционисања и његове потенцијалне улоге у еволуцијској биологији.

Ови гени су организовани у "генске комплексе", што значи да су лоцирани близу хромозома - у смислу њихове просторне локације..

Друга карактеристика је изненађујућа корелација која постоји између реда гена у ДНК секвенци и антеро-постериорне локације производа ових гена у ембриону. Дословно, гени који иду "испред" су у том положају.

На исти начин, поред просторне колинеарности, постоји и временска корелација. Гени лоцирани на 3 'крају појављују се раније у развоју појединца, у поређењу са онима који се налазе даље.

Гени Хок припадају класи која се зове АНТП, која такође укључује гене Фор Хок (у вези са овим), НК гени и други.

Еволуција гена Хок

Ниједан од гена АНТП класе није био Метазоанац. У еволуцијској еволуцији ове животињске групе, порифера је била прва група која се раздвојила, а затим су слиједили жарњаци. Ове две линије представљају две базалне групе билатерадоса.

Генетска анализа извршена на чувеном сунђеру Ампхимедон куеенсландица - њена слава је последица гена за нервни систем - открили су да овај порифере има неколико гена НК типа, али нема гена Хок о Фор Хок.

Код жарњака нема пријављених гена Хок као такви, да су у складу са горе наведеним карактеристикама. Међутим, постоје гени Хок-лике.

С друге стране, бескичмењаци посједују једну групу гена Хок, док краљежњаци имају више копија. Ова чињеница је била пресудна и инспирисала је развој теорија о еволуцији групе.

Порекло кичмењака

Класични поглед на овај аспект доказује да су четири групе гена у људском геному настале захваљујући два круга репликације читавог генома. Међутим, развој нових технологија секвенцирања је довео у питање теорију.

Нови докази поткрепљују хипотезу која се односи на мале догађаје (дуплицирање сегмената, индивидуално дуплирање гена и транслокације) које су постигле велики број гена Хок које данас посматрамо у овој групи.

Референце

  1. Ацампора, Д., Д'еспосито, М., Фаиелла, А., Паннесе, М., Миглиаццио, Е., Морелли, Ф., ... & Бонцинелли, Е. (1989). Људски ХОКС гене фамили. Истраживање нуклеинских киселина, 17(24), 10385-10402.
  2. Фернер, Д. Е. (2011). Хок и Фор Хок гени у еволуцији, развоју и геномици. Геномика, протеомика и биоинформатика, 9(3), 63-4.
  3. Хрицај, С. М., & Веллик, Д. М. (2016). Хок гени и еволуција. Ф1000Ресеарцх, 5, Ф1000 Факултет Рев-859.
  4. Лаппин, Т.Р., Гриер, Д.Г., Тхомпсон, А., & Халлидаи, Х.Л. (2006). ХОКС гени: заводљива наука, мистериозни механизми. Медицински часопис Улстер, 75(1), 23-31.
  5. Пеарсон, Ј.Ц., Лемонс, Д., & МцГиннис, В. (2005). Модулатинг Хок функције гена током узорковања животињског тела. Натуре Ревиевс Генетицс, 6(12), 893.