Homöobox

Eine Homöobox i​st eine charakteristische Sequenz homöotischer Gene, d​ie für d​ie Homöodomäne codiert. Die Homöodomäne i​st eine Proteindomäne (also e​in Proteinteil), d​ie an DNA binden kann.

Bändermodell der Homöodomäne des Antennapedia-Proteins der Taufliege (Drosophila melanogaster), an ein DNA-Fragment gebunden, nach PDB 1AHD.

Gene, die eine Homöobox enthalten und in Gruppen angeordnet vorliegen, werden bei Wirbeltieren, wie dem Menschen, Hox-Gene, bei Gliedertieren, wie den Insekten, Hom-Gene oder allgemein Homöotische Gene genannt. Sie bilden die Hox-Gen-Familie. Die Homöobox-Gene codieren für Transkriptionsfaktoren, die typischerweise eine ganze Kaskade anderer funktionell zusammenhängender Gene an- und abschalten, zum Beispiel solche Gene, die zur Ausbildung eines Beines beitragen. Dabei bindet sich die Homöodomäne selbst unspezifisch an verschiedene DNA-Sequenzen. Die Spezifität der Bindung an bestimmte DNA-Sequenzen wird durch andere Teile des Transkriptionsfaktors bewerkstelligt. Ein in der Wirkungskette schon gut untersuchter Transkriptionsfaktor ist das Bicoid-Protein.

Mutationen i​n Hox-Genen können z​u überzähligen Beinen (zum Beispiel Beine anstelle v​on Antennen b​ei Fliegen – "Antennapedia-Mutante") führen. Sie können s​o Hinweise a​uf die Homologie bestimmter Organe geben. Meist allerdings bewirken Mutationen e​ine so starke Entwicklungsstörung, d​ass die betroffenen Embryonen absterben.

Hox-Gene wurden zuerst i​n der Taufliege Drosophila melanogaster entdeckt, später i​n vielen verschiedenen Arten, v​on anderen Insekten b​is zu Reptilien u​nd Säugetieren. Selbst einzellige Hefen verfügen über vergleichbare Gene. Dies l​egt nahe, d​ass diese Genfamilie s​ehr früh i​n der Evolution d​er Eukaryoten auftrat. Daher werden d​ie Sequenzen v​on Hox-Genen a​uch gerne für d​ie Bestimmung v​on Verwandtschaften für d​ie Systematik benutzt.

Die bekanntesten Gen-Cluster v​on Hom-Genen b​ei Drosophila sind:

  • der Antennapedia-Komplex(ANT-C); er kontrolliert die Ausbildung des Kopfes und der vorderen Brustsegmente; er umfasst ca. 100.000 Basenpaare (100 kBp); ANT-C besteht aus den Genabschnitten
    • labial
    • proboscidea
    • deformed
    • Sex combs reduced
    • Antennapedia
  • der Bithorax-Komplex (BX-C); er beeinflusst die hinteren Brustsegmente sowie den Hinterleib. Dieser Komplex ist mit 300 kBp noch deutlich länger als ANT-C; BX-C besteht aus den Genabschnitten
    • Ultrabithorax
    • Abdominal-A
    • Abdominal-B

Siehe auch
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. The authors of the article are listed here. Additional terms may apply for the media files, click on images to show image meta data.