Avainero homeobox- ja hox-geenien välillä on, että homeobox-geenit osallistuvat pääasiassa koko morfogeneesiprosessin säätelyyn, kun taas hox-geenit ovat osa homeobox-geenejä, jotka säätelevät vain akseleiden ja lisäkkeiden muodostumista organismeissa.
Rakenteellisen kehityksen säätely on tärkeä prosessi alkion kehityksen aikana. Homeobox-geeneillä ja hox-geeneillä on tärkeä rooli koko prosessissa toimimalla transkriptiotekijöinä, jotka tehostavat vastaavien geenien geeniekspressiota. Nämä geenit ovat erittäin konservoituneita, ja näiden geenien mutaatioilla voi olla monia haitallisia vaikutuksia.
Mitä ovat Homeobox-geenit?
Organismeissa tapahtuu monia anatomisia muutoksia niiden elinkaaren aikana. Tämä ilmiö tunnetaan nimellä morfogeneesi. Näitä anatomisia muutoksia sääteleviä geenejä kutsutaan homeobox-geeneiksi. Nämä koostuvat DNA-sekvenssistä, joka on noin 180 emäsparia pitkä. Niitä löytyy alustavasti eläimistä, kasveista, sienistä ja muista eukaryoottisista organismeista.
Homeobox-geenien ilmentyminen synnyttää homeodomeeniproteiineja. Nämä homeodomeeniproteiinit ovat enimmäkseen transkriptiotekijöitä. Ne auttavat DNA:n ja apuproteiinien laskostumisprosessissa geneettisen ilmentymisen aikana sääteleen siten koko ilmentymisprosessia. Siksi homeobox-geeneillä on tärkeä rooli säätelyprosessissa. Homeobox-geenien mutaatio voi kuitenkin aiheuttaa suurta vahinkoa säätelyprosesseille.
Kuva 01: Kotiverkkotunnus
Homeobox-domeenit tunnistettiin ensimmäisen kerran Drosophilassa, ja ne ovat erittäin konservoituneita alueita selkärankaisten genomissa. Tyypillinen homeodomeeni synnyttää proteiinin, jossa on 60 aminohappoa muodostaen alfa-heliksi-sekundaarirakenteita. Näiden homeobox-geenien koodaamien säätelyproteiinien aktiivisuus näkyy selvimmin varhaisessa alkiovaiheessa, jossa tapahtuu kehon akselien muodostuminen. Se myös indusoi solujen erilaistumista eukaryooteissa. Homeobox-geenejä on kahdenlaisia. Ne ovat – POU-geenit ja HOX-geenit.
Mitä Hox-geenit ovat?
Hox-geenit muodostavat osajoukon homeobox-geenejä. Ne liittyvät erityisesti kehon suunnitelman kehityksen säätelyyn elinkaaren alkiovaiheessa. Hox-geenien koodaamat proteiinit säätelevät kehon asentoa ja tarkkaa rakennetta. Tämä sisältää jalkojen, lisäkkeiden, kuten antennien ja siipien, sijoittamisen useimmille eukaryoottieläimille.
Selkärankaisilla on erityisiä hox-geenejä, jotka säätelevät yksittäisten nikamien sijaintia selkärangassa. Hox-geenit säätelevät myös korkeampien organismien kehon segmentoitumista.
Kuva 02: Hox-geenit
Homeobox-geenien kanssa samaan aikaan hox-geenit koodaavat myös transkriptiotekijöitä. Ne ovat myös suojeltuja alueita. Tällä hetkellä on tunnistettu noin 39 Hox-geeniä. Hox-geenit koodaavat myös proteiineja, jotka muodostavat sekundaarisia alfa-heliksiä, mikä mahdollistaa niiden kietoutumisen geenien transkription aikana prosessin säätelemiseksi.
Koska hox-geeneillä on tärkeä rooli eläimen kehon varhaisessa kehityksessä, näiden geenien mutaatiot voivat johtaa kohtalokkaisiin vaikutuksiin tai poikkeaviin kehon rakenteen kehityksessä. Näin ollen näillä geeneillä on tärkeä rooli kehon asennon ja rakenteen ylläpitämisessä.
Mitä yhtäläisyyksiä Homeobox- ja Hox-geenien välillä on?
- Homeobox- ja hox-geenit ovat läsnä eukaryooteissa.
- Molemmat ovat tärkeitä alkion varhaisessa kehityksessä.
- Ne ovat genomissa erittäin konservoituneita alueita.
- Molemmat aiheuttavat erilaisia transkriptiotekijöitä, jotka säätelevät transkriptiota.
- Lisäksi ne synnyttävät proteiineja, jotka sisältävät sekundaarisia alfarakenteita.
- Molemmissa geeneissä tapahtuvat mutaatiot voivat johtaa kehon rakenteen epänormaaliin ilmentymiseen.
- Molemmat geenit osallistuvat pääasiassa korkeampien organismien morfogeneesiin.
Mitä eroa on Homeobox- ja Hox-geenien välillä?
Avainero homeobox- ja hox-geenien välillä on sen toiminnan laajuus. Homeobox-geenit säätelevät koko anatomista morfogeneesiprosessia, kun taas hox-geenit säätelevät vain akselien kehitystä ja rakenteellisten lisäosien kehittymistä morfogeneesin aikana. Homeobox-geenien ja hox-geenien määrä vaihtelee myös. Homeobox-geenejä on noin 200 ja hox-geeniä noin 39.
Alla oleva infografiikka tiivistää homeobox- ja hox-geenien välisen eron.
Yhteenveto – Homeobox vs Hox Genes
Homeobox-geenit ja hox-geenit ovat erittäin konservoituneita geenejä. Ne ovat tärkeimmät geenit, jotka osallistuvat korkeamman tason organismien, mukaan lukien selkärankaisten, anatomisen kehityksen säätelyyn. Vaikka homeobox-geenit ovat suuri ryhmä geenejä, hox-geenit ovat osa homeobox-geenejä. Siksi hox-geenit säätelevät spesifisesti akselien ja lisäkkeiden kehitystä, kun taas homeobox-geenit säätelevät yleensä koko rakenteellista morfogeneesiä. Molemmat geenit koodaavat transkriptiotekijöitä, jotka tehostavat ja säätelevät prosessia. Molempien geenien mutaatioilla voi olla monia haitallisia seurauksia. Joten tämä on yhteenveto homeobox- ja hox-geenien välisestä erosta.
