RODZINA GENÓW
REGULUJĄCYCH
ROZWÓJ
Sekwencje homeoboksu
RODZINA GENÓW
REGULUJĄCYCH
ROZWÓJ
Sekwencje homeoboksu
Pojecie homeotyczny pochodzi z jez.
greckiego – homei znaczy podobny.
Geny homeotyczne tworzą grupy
odpowiedzialne za determinację osi
przednio-tylnej ciała zarodka. W wyniku
ekspresji tych genów zostają utworzone
odpowiednie struktury danego obszaru
ciała.
Geny homeotyczne
Geny regulujące rozwój zarodka
u bezkręgowców oznaczono symbolem
HOM, odpowiednio u kręgowców noszą one
nazwę Hox, natomiast u człowieka HOX.
Geny homeotyczne poznano najlepiej i
najwcześniej u Drosophila melanogaster –mutacje
w obrębie tych genów mogą powodować
znaczne zmiany polegające na przekształceniu
jednej części ciała w inną.
Transformacja homeotyczna:
1. Typu utraty funkcji – przejęcie funkcji nadzorczej przez
inny gen homeotyczny: rozwój w danym obszarze struktur
typowych dla innego obszaru
2. Typu aktywującego – przejęcie przez dany gen
sterowania częścią ciała, która prawidłowo nie leży w jego
funkcji
U D. melanogaster geny homeotyczne zgrupowane są w kompleksy
na trzecim chromosomie \:
• antenapedia (ANT-C),
• bithorax (BX-C). Kompleks genów hometycznych HOM
Geny homeotyczne zawierają tzw. sekwencje homeoboksu.
Homeoboks
–to sekwencja DNA składająca się z około 180 par
zasad , której głównym zadaniem jest kodowanie białka
(homeobiałka).
Homeobiałko
- składa się z około 60 aminokwasów i zawiera
homeodomenę z sekwencją o najwyższej zgodności.
Homeodomeny
pełnią rolę czynnika
transkrypcyjnego. Aminokwasy w obrębie
homeodomeny tworzą 3 helisy, które wiążą białko ze
swoistymi sekwencjami DNA. Obszar przyłączenia się
homeodomeny wyznacza układ czterech nukleotydów.
U człowieka wyróżnia się około 38 genów
hometycznych połączonych w 4 grupy na
poszczególnych chromosomach:
•HOX A- chromosom 7,
•HOX B- chromosom 17,
•HOX C- chromosom 12,
•HOC D-chromosom 2.
Mutacje genów homeotycznych prowadzą do zaburzeń w
organogenezie , czyli do zmian w położeniu i budowie układów lub
narządów. Efekty mutacji genów homeotycznych mogą być
letalne.
Przykłady.
Mutacja genów :
•HOX A7 –anomalie rozwojowe ucha, podniebienia i kręgów
szyjnych,
•HOX A3- zaburzenia przypominające fenotypowo zespół Di
George’a ,
•HOX A13-obustronne symetryczne skrócenie kciuka i palucha,
deformacja genitaliów,
•HOX D13-synpolidaktylia,
•HOX B5-sekwestracja płuca.
synpolidaktylia
Sekwestracja płuca
Składa się z 128 pz
Mamy 9 PAX u człowieka i 5 u myszy
Biorą udział w procesach podziału specyfikacji i
różnicowaniu komórek oraz organogenezie
Zawierają sekwencje „paired” wiążącą DNA
PAX 2-8 zawierają homeoboks dlatego PAX mogą
się łączyć z promotorami i sekwencjami
wzmacniającymi określone geny
PAX
Nazwa
Genu
Chromoso
m
Lokalizacja białka
PAX 1
20
Szkielet, grasica
PAX 9
14
Szkielet , zęby
PAX 2
10
OUN, nerki
PAX 5
9
OUN, limfocyty B
PAX 8
PAX 4
2
7
OUN, nerki, tarczyca
Trzustka, jelito
PAX 6
11
OUN, oczy, trzustka, jelito
PAX 3
PAX 7
2
1
Grzebień nerwowy, OUN, mięśnie
szkieletowe
Mutacje genów PAX
PAX 1 – nieprawidłowe różnicowanie sklerotomu
zaburzenia trzonów kręgów i dysków
PAX 9 – brak grasicy i przytarczyc, zaburzenia
budowy kończyn i zębów, powstanie
dodatkowego palca, brak mięśnia zginacza
palców kończyn tylnich
PAX 2 – syntetyzowany w strunie grzbietowej
Brak powoduje; defekty w rozwoju układu
moczowo płciowego, defekty siatkówki
PAX 3 i 7 rozwój OUN :
PAX 3 brak powoduje defekty w budowie cewy
nerwowej i mięśni kończyn – syndrom
Waadenburga . PAX 7 czaszkowe
komórki grzebienia nerwowego brak powoduje
zaburzenia budowy szczęki i nosa
PAX 4 i 6 – tworzenie komórek alfa(PAX 6) i
beta(PAX 4) trzustki
brak PAX 6 aniridia-ludzie-brak soczewek
mysz- brak otworów
nosowych
PAX 5 – brak u myszy powoduje niedojrzewanie
limfocytów B
PAX 8 – rozwój nerek i tarczycy
Brak tęczówki
mutacja genu
PAX6
Zespół
Waadenburga-
mutacja PAX3