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