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Che cosa sono geni di homeobox?

I geni di homeobox sono un gruppo di geni che regolamentano lo sviluppo negli organismi multicellulari; ciò comprende la differenziazione delle cellule e la morfogenesi. In primo luogo sono state scoperte nella drosofila della mosca di frutta e poiché i loro esempi di scoperta sono stati trovati in tutti gli organismi multicellulari dai funghi agli animali vertebrati. Alcuni geni di homeobox sono stati collegati alle anomalie congenite ed alle malattie.

geni del hoxCredito di immagine: petarg/Shutterstock.com

Il motivo comune nei geni di homeobox è tipicamente una sequenza del DNA di 180 coppie di basi che codifica un homeodomain dell'amminoacido 60. Ciò si trasforma nel motivo obbligatorio del DNA di più grandi homeoproteins, che fungono da regolatori trascrizionali; geni specifici upregulating o downregulating dell'obiettivo.

Quanti geni di homeobox sono ci nel genoma umano?

Il genoma umano della cambiale, che è diventato nel 2001 disponibile, è stato usato per stimare il numero dei geni di homeobox nel genoma umano; Venter et al. ha identificato 160 geni di homeobox, che a loro volta hanno avuti 178 sequenze varianti di homeobox. D'altra parte, il gruppo di IHGSC ha stimato che il genoma umano avesse 267 geni di homeobox.

È importante da notare, tuttavia, che entrambi preventivi è stato fatto facendo uso del genoma umano della cambiale, quindi è possibile che alcuni geni di homeobox potrebbero essere mancati, o che alcuni pseudogenes sono stati caratterizzati come geni.

Geni di Hox

In vertebrati, i geni di homeobox sono divisi largamente in due sottofamiglie; Geni di Hox o geni di homeobox della classe I, che ragruppano ed altri geni divergenti di homeobox che sono sparsi attraverso il genoma.

La parola greca “homeo„ significa “egualmente„ ed i geni homeotic della drosofila (HOM) sono stati nominati come mutazioni all'interno dei geni di HOM che possono piombo ad un segmento dell'organismo che somiglia ad un segmento differente dell'organismo. I geni di Hox in mammiferi sono nominati a causa della loro similarità geni “complessi„ homeotic in drosofila. I geni di Hox dell'essere umano possono essere raggruppati in quattro cluster; Geni di HoxA sul cromosoma 7, geni di HoxB sul cromosoma 17, geni di HoxC sul cromosoma 12 e geni di HoxD sul cromosoma 2. Ogni cluster del gene di Hox ha fra 9 e 11 diverso gene.

Gli studi hanno indicato che le mutazioni nei geni di Hox possono piombo ai difetti nelle morfologie degli organismi multicellulari. C'è prova per suggerire che queste mutazioni di geni di Hox realmente svolgano un ruolo nell'evoluzione, poichè piombo alle differenze morfologiche, che a loro volta piombo ai più grandi cambiamenti nell'organismo di questi organismi.

Come i geni di Hox pregiudicano lo sviluppo?

La fase più iniziale dello sviluppo dell'embrione quando i geni di Hox possono essere individuati è durante la gastrulazione quando gli strati germinativi sono formati e specificati in un piano delle sezioni trasversali. La capacità di mirare e modificare ai geni specifici e la disponibilità dei mouse transgenici hanno tenuto conto la funzione dei geni di Hox essere studiate.

Un esempio è il ruolo di HoxD13 durante lo sviluppo dell'arto in mouse; quando questo gene di Hox è interrotto, provoca le ossa metacarpal e metatarsiche che sono troncate, le falangi possono o essere messe o mancare e un rudimento soprannumerario della cifra sono formati nel forelimb. Interessante, synpolydactyly in esseri umani è stato collegato ad una mutazione in HoxD13; qui, un allungamento dell'poli-Alanina è inserito nella regione di N-estremità del prodotto HoxD13 e questo provoca le anomalie dell'arto che sono più severe di quelle vedute in mouse transgenici.

I geni di homeobox svolgono un ruolo nel cancro?

Gli studi facendo uso delle linee cellulari derivate dalla leucemia hanno indicato che hanno reticoli specifici di espressione genica di Hox; per esempio, i geni di HoxA sembrano essere espressi nello stirpe myelomonocytic dei globuli. Ciò significa che c'è una possibilità che i geni di Hox sono compresi nella differenziazione normale dei globuli.

Gli studi hanno indicato che una riorganizzazione cromosomica rara (spostamento) veduta nella leucemia mieloide acuta (AML) comprende HoxA9. Questo spostamento piombo alla produzione di un prodotto chimerico, formata da NUP98 e da HoxA9, che possono promuovere lo sviluppo di AML.

Un altro gene di HoxA, HoxA11, è stato indicato per partecipare ad un altro spostamento che cromosomico quello piombo alla leucemia linfoblastica acuta a cellula T rara. In questa istanza, HoxA11 overexpressed poichè lo spostamento lo ha portato nella grande prossimità ai promotori del gene di recettore delle cellule t.

Altri due geni di homeobox, PAX3 e PAX7, sono stati collegati a determinati casi dei rabdomiosarcomi, collegati di nuovo allo spostamento cromosomico. È possibile che là altre casse dei cancri determinati dai cambiamenti nei geni di homeobox di modo siano espresse che devono ancora essere scoperti.

Sorgenti

Segno, 1997) geni di homeobox del M. et al. (nell'embriogenesi e patogenesi. Ricerca pediatrica https://www.nature.com/articles/pr19972506

L'Olanda, classificazione del P.W.H. et al. (2007) e nomenclature di tutti i geni umani di homeobox. Biologia https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1741-7007-5-47 di BMC

Solnica-Krezel, L. e Sepich, 2012) gastrulazioni del D.S. (: Facendo e modellando gli strati germinativi. Rassegna annuale della cella e della biologia dello sviluppo https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-cellbio-092910-154043

Pearson, 2005) Hox funzioni di modulazione del gene del J.C. et al. (durante il modello animale dell'organismo. La natura esamina la genetica 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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