Geny homeotyczne Charakterystyka ● Geny homeotyczne: ○ ○ ○ ○ ○ u człowieka jest 235 genów funkcjonalnych oraz 65 pseudogenów, obecne na każdym ludzkim chromosomie, występują w klastrach, większość genów homeotycznych zawiera homeodomenę, która jest swoistą i wysoce konserwatywną ewolucyjnie sekwencją nukleotydową o długości 180 par zasad białkowe produkty homeodomeny są regulatorami genów odpowiadających za rozwój poszczególnych segmentów ciała organizmu w okresie zarodkowym GENY HOX : ● ● ● ● W ludzkim genomie jest 39 genów hox w 4 grupach sprzężeń (hox a, b, c, d) i ulegają ekspresji głównie w regionach wykazujących segmentacje w czasie rozwoju takich jak cewa nerwowa czy somity, kontrolują pozycje kończyn, aktywność jest regulowana przez kwas retinowy, tworzą wzór budowy organizmu: ○ określają wzór różnicowania kończyn, ○ wyznaczają struktury osiowe w zarodku, ○ wyznaczają okolice mózgu. Geny homeotyczne u Drosophila Melanogaster Zgrupowane są w dwa kompleksy na chromosomie 3: ● antennapedia - wyznacza różnice morfologiczne między segmentami tułowiowymi (5 genów) ● bithorax - wyznacza różnice morfologiczne między tułowiem a odwłokiem (3 geny) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/da/Hoxgenesoffruitfly.svg/600px-Hoxgenesoffruitfly.svg.png U kręgowców są dwie grupy genów homeotycznych: ● skupione klasy I które tworzą cztery grupy na chromosomie 7, 17, 12 i 2 ● nieskupione geny rozproszone po całym organizmie Ekspresja genów HOX ● ● Espresja zachodzi kolinearnie, Regulacja ekspresji Geny HOX wykorzystują mechanizmy oparte na remodelingu chromatyny W regulacji ekspresji genów HOX bierze udział kwas retinowy, który jest potrzebny do indukcji transkrypcji genów Mutacje genów homeotycznych ● Geny homeoboksu mają tak wiele ważnych funkcji, mutacje w tych genach są odpowiedzialne za różnorodne zaburzenia rozwojowe. Na przykład mutacje w grupie : ○ HOX zwykle powodują wady rozwojowe kończyn, ○ PAX powodują zaburzenia wzroku, ○ MSX powodują nieprawidłowy rozwój głowy, twarzy i zębów, ○ Dodatkowo, zwiększona lub zmniejszona aktywność niektórych genów homeoboksu jest związana z kilkoma postaciami nowotworów w późniejszym życiu. Udział genów homeotycznych w patogenezie wad wrodzonych u człowieka Homeoza - przekształcanie się jednego narządu w inny na skutek mutacji lub nieprawidłowej ekspresji krytycznych genów specyficznych dla rozwoju. Mogą ją wywołać mutacje w genach HOX. Mutacje homeotyczne działają poprzez zmianę segmentu podczas rozwoju. Wady wrodzone spowodowane mutacją genów HOX ● ● ● ● ● Aniridia (brak tęczówki) - spowodowane mutacją genu PAX6 Zespół Riegera (nieprawidłowy rozwój przedniej komory gałki ocznej i zębów) - mutacja PITX2 Zespół Waardenburga typu I i III (wrodzona głuchota z zaburzenia pigmentacji) - mutacja PAX3 Polisyndaktylia (zrośnięcie dwóch lub więcej palców dłoni lub stopy) - mutacja HOXD13 Mikrotia to wrodzona malformacja ucha zewnętrznego - mutacja HOXA2 https://www.eyehealthweb.com/aniridia/ https://www.semanticscholar.org/paper/Crossedpolydactyly-and-Greig-cephalopolysyndactyly-UppuluriGowrishankar/04506a33f3376bf8cb4e8ba1941febab0cab0561 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096719213003600 bibliografia: ● ● ● ● ● ● ● https://ghr.nlm.nih.gov/primer/genefamily/homeoboxes https://embryo.asu.edu/pages/homeobox-genes-and-homeobox https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096719213003600 https://pl.wikipedia.org/wiki/Geny_homeotyczne#Regulacja_ekspresji_genów_homeotycznych R.M. Twyman Krótkie wykłady. Biologia rozwoju Wyd. PWN Warszawa 2003. Gerard Drewa, Tomasz Ferenc: Podstawy genetyki dla studentów i lekarzy 2003, s. 180-187 https://www.britannica.com/science/homeotic-gene
