Biologie · Begrippenlijst

Wat is Homeotische genen en colineariteit?

Definitie 23.3 Universitaire biologie — jaar 3 · Hoofdstuk 23 — Ontwikkelingsgenetica en de evolutie van de vorm

Een homeotische mutatie verandert het ene lichaamsdeel in het andere: het woord van Bateson (1894) voor de afwijkingen die “het ene lid van een reeks door een ander vervangen”. Bij de vlieg laten dominante mutanten van Antennapedia poten groeien waar antennen horen; mutanten van bithorax (Lewis, 1978) veranderen het derde borstsegment in een kopie van het tweede, zodat de halters een tweede paar vleugels worden. De acht genen die daarvoor verantwoordelijk zijn, de Hox-genen, liggen in twee clusters op één chromosoom, en Lewis merkte op dat hun volgorde op het DNA overeenkomt met de volgorde langs het lichaam van de segmenten die zij besturen — de colineariteit, die nog altijd niet volledig is verklaard. Elk codeert een transcriptiefactor met hetzelfde DNA-bindende homeobox-domein van 60 aminozuren (McGinnis, Gehring, 1984), dat daarna in elk dier werd gevonden: muizen en mensen dragen vier clusters van elk dertien genen, op dezelfde wijze colineair, tot expressie gebracht in geneste gebieden langs de lichaamsas, waarbij de latere genen in het cluster verder naar achteren liggen. De identiteit van een cel langs de as wordt gegeven door de combinatie van Hox-genen die zij tot expressie brengt, de Hox-code; achterste genen overheersen voorste (achterste overwicht), zodat het verliezen van een achterste gen het segment de identiteit van het segment ervoor laat aannemen. Hox-genen bouwen geen segment; zij vertellen een reeds gebouwd segment welk segment het is, door de batterijen van stroomafwaartse genen aan te zetten die bij een poot, een vleugel, een rib of een lendenwervel horen.

Hox-clusters bij een vlieg en een muis. De genen liggen op het DNA in de volgorde van de lichaamsgebieden die zij vastleggen, bij beide dieren, en de homologe genen zijn aan hun sequentie te herkennen: het gen Hoxb6 van een muis is herkenbaar het Antennapedia van de vlieg.
Hox-clusters bij een vlieg en een muis. De genen liggen op het DNA in de volgorde van de lichaamsgebieden die zij vastleggen, bij beide dieren, en de homologe genen zijn aan hun sequentie te herkennen: het gen Hoxb6 van een muis is herkenbaar het Antennapedia van de vlieg.
Links: de kop van een vlieg met de mutatie Antennapedia, een paar poten waar de antennen horen — het segment is correct gebouwd en heeft de verkeerde identiteit gekregen. Rechts: het skelet van een muizenembryo, kraakbeen blauw en bot rood, de wervels waarlangs de Hox-code wordt gelezen. Links: de kop van een vlieg met de mutatie Antennapedia, een paar poten waar de antennen horen — het segment is correct gebouwd en heeft de verkeerde identiteit gekregen. Rechts: het skelet van een muizenembryo, kraakbeen blauw en bot rood, de wervels waarlangs de Hox-code wordt gelezen.
Links: de kop van een vlieg met de mutatie Antennapedia, een paar poten waar de antennen horen — het segment is correct gebouwd en heeft de verkeerde identiteit gekregen. Rechts: het skelet van een muizenembryo, kraakbeen blauw en bot rood, de wervels waarlangs de Hox-code wordt gelezen.
Lees in het hoofdstuk →