107916

• Inny przykład mutacji to zaburzenia w ekspresji genu Anthenapedia. Jeśli umożliwimy ekspresję genu Antp w głowie muchy, to zamiast czułków (tak jak w normalnej głowie typu dzikiego), pojawiają się nogi. I odwrotnie, jeśli Antp będzie nieaktywny w tym miejscu, w którym normalnie powinien być aktywny, czyli w segmencie tułowiowym drugim, to zamiast nóg pojawią się tam czuł ki.

Bardzo złożony mechanizm działania produktów genów homeotycznych polega przede wszystkim na hamowaniu (choć nie tylko, też stymulacji innych czynników) genów, które determinują powstawanie struktur charakterystycznych dla wcześniejszych (bardziej przednich) elementów tułowia;

np. gen Antp powoduje zahamowanie genów wykonawczych, które determinują powstawanie oczu i czułków, także jeżeli Antp nie ma, wtedy w tym segmencie mogą zacząć się pojawiać te struktury, które powinny być normalnie zlokalizowane bardziej z przodu.

produkty genów homeotycznych kontrolują tożsamość poszczególnych segmentów.

^ Przykład działania produktu genu Ultrabitorax.

Gen kompleksu Ubx jest odpowiedzialny za tworzenie nóg w segmencie trzecim tułowiowym oraz hamuje geny, które są odpowiedzialne za tworzenie skrzydeł. Jeżeli więc brak jego produktu, to zaczynają tutaj się tworzyć skrzydła; jeżeli zaś jest on obecny, to wtedy powstają tylko nogi.

Akurat tam hamowany jest gen szlaku przekaźnictwa Wingless i szlaku przekaźnictwa Wnt i np. ponieważ powstawanie skrzydeł związane jest już z rozwojem po metamorfozie, to w obrębie grzbietowych dysków imaginalnych segmentu II i III, możemy obserwować różnicę w ekspresji genu Utb i obecności tego białka. W tym dysku imaginalnym, który będzie następnie odpowiedzialny za powstawanie skrzydeł nie ma produktu genu Utb, w związku z tym tutaj aktywny jest gen Wingless i mogą powstawać skrzydła w wyniku działania tego szlaku przekaźnictwa. W segmencie trzecim Utb hamuje powstawania skrzydeł i kieruje różnicowanie w kierunku powstawania przezmianek.

% geny homeotyczne są genami bardzo uniwersalnymi,

O ile niektóre z produktów genów np. białko kodowane przez gen bicoid jest w miarę nowe ewolucyjnie, charakterystyczne dla muchówek, o tyle geny homeotyczne determinują zróżnicowanie przodo-tylne ciała (a także poszczególnych układów) również u kręgowców.

^ geny homeotyczne zawierają w swojej sekwencji

tzw. homcobov —» odcinek 180 par zasad, który koduje domenę białka o długości 60 aminokwasów o bardzo charakterystycznej budowie, domenę która odpowiedzialna jest za wiązanie się z rejonami promotorowymi DNA i za regulowanie ekspresji innych genów.

Nie tylko geny należące do kompleksu genów homeotycznych zawierają homeobox. Np. gen bicoid zawiera również homeobox i w ten sposób wiąże się z DNA czy z RN A (odgrywa rolę w blokowaniu ekspresji w nock-out'ach).

Homeodomena (domena białek kodowanych przez geny należące do homeobox) zawiera 3 odcinki o strukturze a-helisy, z których dwa tworzą układ a-helisa-zakręt-a-helisa i wiążą się z większą bruzdą cząsteczki DNA w miejscu charakterystycznej sekwencji TAAT, która jest rozpoznawana przez białka zawierające tą domenę. Trzecia helisa jest odpowiedzialna za specyficzne rozpoznawanie reszt zasad w okolicy tego miejsca wiązania.

* Na slajdzie pokazane wiązanie przez DNA homeodomeny białka bicoid albo białka Anthenapedia. Okazuje się, że o specyfice białek kodowanych przez geny homeotyczne decyduje homeodomena. Jeżeli z resztą sekwencji Anthenapedia połączymy homeodomenę