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Quels sont des gènes homéotiques ?

Les gènes homéotiques sont un groupe de gènes qui règlent le développement aux organismes multicellulaires ; ceci comprend la différenciation cellulaire et la morphogénèse. Elles ont été découvertes la première fois dans la drosophile de mouche à fruit, et puisque leurs exemples de découverte ont été trouvés à tous les organismes multicellulaires des champignons aux animaux vertébrés. Quelques gènes homéotiques ont été liés aux anomalies congénitales et aux maladies.

gènes de hoxCrédit d'image : petarg/Shutterstock.com

Le motif courant en gènes homéotiques est type une séquence d'ADN de 180 paires de bases qui code un homeodomain de l'acide aminé 60. Ceci devient le motif obligatoire d'ADN de plus grands homeoproteins, qui agissent en tant que régulateurs transcriptionnels ; gènes upregulating ou downregulating d'objectif spécifique.

Combien de gènes homéotiques y a-t-il dans le génome humain ?

Le génome humain de projet, qui est devenu procurable en 2001, a été employé pour estimer le nombre de gènes homéotiques dans le génome humain ; Venter a et autres recensé 160 gènes homéotiques, qui ont à leur tour eu 178 séquences variables de boîte homéotique. D'autre part, l'équipe d'IHGSC a estimé que le génome humain a eu 267 gènes homéotiques.

Il est important de noter, cependant, que chacun des deux estimations ont été effectués utilisant le génome humain de projet, pour cette raison il est possible que quelques gènes homéotiques pourraient avoir été manqués, ou que quelques pseudogènes ont été caractérisés comme gènes.

Gènes de Hox

Dans les vertébrés, des gènes homéotiques sont grand divisés en deux sous-familles ; Gènes de Hox ou gènes homéotiques de la classe I, qui groupent, et d'autres gènes homéotiques divergents qui sont dispersés en travers du génome.

Le mot grec « homeo » signifie « de même », et les gènes homeotic de drosophile (HOM) ont été nommés comme mutations dans les gènes de HOM qui peuvent aboutir au fuselage un segment ressemblant à un segment différent de fuselage. Des gènes de Hox dans les mammifères sont nommés à cause de leur similitude » gènes complexes « homeotic dans la drosophile. Des gènes de Hox d'être humain peuvent être groupés dans quatre boîtiers ; Gènes de HoxA sur le chromosome 7, gènes de HoxB sur le chromosome 17, gènes de HoxC sur le chromosome 12 et les gènes de HoxD sur le chromosome 2. Chaque batterie de gènes de Hox a entre 9 et 11 différents gènes.

Les études ont prouvé que les mutations en gènes de Hox peuvent mener aux défectuosités dans les morphologies des organismes multicellulaires. Il y a de preuve de proposer que ces mutations de gènes de Hox jouent réellement un rôle dans l'évolution, car elles mènent aux différences morphologiques, qui mènent à leur tour à de plus grands changements du fuselage de ces organismes.

Comment les gènes de Hox affectent-ils le développement ?

La partie du développement d'embryon quand des gènes de Hox peuvent être trouvés est pendant le gastrulation quand les couches de germe sont façonnées et spécifiées en un régime de fuselage. La capacité de viser et modifier les gènes spécifiques et la disponibilité des souris transgéniques ont tenu compte du fonctionnement des gènes de Hox pour être étudiées.

Un exemple est le rôle de HoxD13 pendant le développement de membre dans les souris ; quand ce gène de Hox est perturbé, il a comme conséquence les os métacarpiens et métatarsiens étant tronqués, les phalanges peuvent ou être courtes- ou manquer et un rudiment surnuméraire de chiffre est formé dans le forelimb. Intéressant, synpolydactyly chez l'homme a été lié à une mutation dans HoxD13 ; ici, une extension de poly-Alanine est insérée dans la région de N-terminus du produit HoxD13, et ceci a comme conséquence les anomalies de membre qui sont plus sévères que ceux vus chez les souris transgéniques.

Les gènes homéotiques jouent-ils un rôle dans le cancer ?

Les études utilisant des lignées cellulaires dérivées de la leucémie ont prouvé qu'elles ont les configurations spécifiques d'expression du gène de Hox ; par exemple, des gènes de HoxA semblent être exprimés en lignée myélomonocytaire des globules sanguins. Ceci signifie qu'il y a une possibilité que les gènes de Hox sont impliqués dans la différenciation normale des globules sanguins.

Les études ont prouvé qu'un réarrangement chromosomique rare (translocation) vu dans la leucémie aiguë myéloïde (AML) concerne HoxA9. Cette translocation mène à la production d'un produit chimérique, consistée en NUP98 et HoxA9, qui peuvent introduire le développement d'AML.

Un autre gène de HoxA, HoxA11, s'est avéré impliqué dans une autre translocation chromosomique que cela mène à la leucémie aiguë lymphoblastique à cellule T rare. Dans ce cas, HoxA11 overexpressed car la translocation l'a porté dans la grande proximité aux promoteurs à cellule T de gène du récepteur.

Deux autres gènes homéotiques, PAX3 et PAX7, ont été liés à certains cas des rhabdomyosarcomas, de nouveau liés à la translocation chromosomique. Il est possible que là on exprime d'autres cas des cancers pilotés par des changements des gènes homéotiques de voie qui doivent être découverts encore.

Sources

Repère, gènes homéotiques de M. et autres (1997) dans l'embryogenèse et pathogénie. Recherche pédiatrique https://www.nature.com/articles/pr19972506

La Hollande, catégories de P.W.H. et autres (2007) et nomenclatures de tous les gènes homéotiques humains. Biologie https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1741-7007-5-47 de BMC

Solnica-Krezel, L. et Sepich, 2012) Gastrulation de D.S. (: Effectuant et formant des couches de germe. Revue annuelle annuelle de cellule et de biologie du développement www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-cellbio-092910-154043

Pearson, 2005) Hox fonctions des gènes de modulation de J.C. et autres (pendant la structuration animale de fuselage. La nature observe la génétique https://www.nature.com/articles/nrg1726

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Last Updated: Mar 16, 2020

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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