Les les gènes Hox Il s'agit d'une grande famille de gènes responsables de la régulation du développement des structures corporelles. Ils ont été trouvés dans tous les métazoaires et dans d'autres lignées, telles que les plantes et les animaux. Pour cette raison, ils se caractérisent par être très conservés sur le plan de l'évolution.
Ces gènes fonctionnent de la manière suivante: ils codent pour un facteur de transcription - une protéine capable d'interagir avec l'ADN - qui s'exprime dans une zone spécifique de l'individu dès les premiers stades de développement. Cette séquence de liaison à l'ADN est appelée homeobox.
Avec près de 30 ans de recherche dans ce domaine, les scientifiques ont étudié différentes lignées et ont conclu que les modèles d'expression de ces gènes sont fortement associés à la régionalisation des axes corporels..
Cette preuve suggère que les gènes Hox Ils ont joué un rôle indispensable dans l'évolution des plans corporels des êtres vivants, en particulier en Bilateria. Ainsi, les gènes Hox ont permis d'expliquer la magnifique diversité des formes animales, d'un point de vue moléculaire.
Chez nous, humains, il y a 39 gènes Hox. Ceux-ci sont regroupés en quatre groupe ou groupes, situés sur différents chromosomes: 7p15, 17q21.2, 12q13 et 2q31.
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La découverte des gènes Hox c'était une étape importante dans la biologie évolutionniste et développementale. Ces gènes ont été découverts entre les années 70 et 80 grâce à l'observation de deux mutations clés chez la mouche des fruits, Drosophila melanogaster.
Une des mutations, antennapédia, transforme les antennes en pattes, tandis que la mutation bithorax provoque la transformation des licols (structures modifiées, typiques des insectes ailés) en une autre paire d'ailes.
Comme on peut le voir, lorsque les gènes Hox possèdent des mutations, le résultat est assez dramatique. Et, comme dans Drosophile, le changement conduit à la formation de structures aux mauvais endroits.
Avant la découverte des gènes Hox, la plupart des biologistes pensaient que la diversité morphologique était soutenue par la variété au niveau de l'ADN. Il était logique de supposer que les différences évidentes entre une baleine et un colibri, par exemple, devaient être reflétées en termes génétiques..
Avec l'arrivée des gènes Hox, Cette réflexion a pris un tour complet, laissant la place à un nouveau paradigme en biologie: une voie commune de développement génétique qui unifie l'ontogénie des métazoaires..
Avant de définir le concept de gènes Hox, il est essentiel de savoir ce qu'est un gène et comment il fonctionne. Les gènes sont des séquences d'ADN dont le message est exprimé dans un phénotype.
Le message d'ADN est écrit en nucléotides, dans certains cas, ceux-ci passent dans un ARN messager et cela est traduit par les ribosomes en une séquence d'acides aminés - les «blocs de construction» structurels des protéines..
Les gènes Hox Il s'agit de la classe la plus connue de gènes homéotiques, dont la fonction est de contrôler des modèles spécifiques de structures corporelles. Ceux-ci sont chargés de contrôler l'identité des segments le long de l'axe antéropostérieur des animaux..
Ils appartiennent à une seule famille de gènes qui code pour une protéine possédant une séquence d'acides aminés spécifique capable d'interagir avec la molécule d'ADN..
De là vient le terme homeobox pour décrire cette section du gène, tandis que dans la protéine, on l'appelle homéodomaine. La séquence homéobox a une séquence de 180 paires de bases et ces domaines sont évolutivement hautement conservés parmi différents Phyla.
Grâce à cette interaction avec l'ADN, les gènes Hox sont capables de réguler la transcription d'autres gènes.
Les gènes impliqués dans ces fonctions morphologiques sont appelés lieux l'homéotique. Dans le règne animal, les plus importants sont connus sous le nom de loci HOM (chez les invertébrés) et loci Hox (chez les vertébrés). Cependant, ils sont généralement connus sous le nom de loci Hox.
Les gènes Hox Ils ont une série de caractéristiques très particulières et intéressantes. Ces aspects clés aident à comprendre son fonctionnement et son rôle potentiel dans la biologie évolutive..
Ces gènes sont organisés en "complexes de gènes", ce qui signifie qu'ils sont proches les uns des autres sur les chromosomes - en termes de localisation spatiale..
La deuxième caractéristique est la corrélation surprenante qui existe entre l'ordre des gènes dans la séquence d'ADN et la localisation antéropostérieure des produits de ces gènes dans l'embryon. Littéralement, les gènes qui «avancent» sont dans cette position.
De même, en plus de la colinéarité spatiale, il existe une corrélation temporelle. Les gènes situés à l'extrémité 3 'se produisent plus tôt dans le développement de l'individu, par rapport à ceux trouvés plus en arrière.
Les gènes Hox appartiennent à la classe appelée ANTP, qui comprend également les gènes ParaHox (liés à ceux-ci), gènes NK et autres.
Aucun gène de la classe ANTP n'était issu des métazoaires. Dans l'évolution évolutive de ce groupe animal, les porifères ont été le premier groupe à se séparer, suivis des cnidaires. Ces deux lignées représentent les deux groupes basaux de bilatérats.
Analyse génétique réalisée sur la célèbre éponge Amphimedon queenslandica - sa renommée est due aux gènes du système nerveux - ils ont révélé que ce porifère possède plusieurs gènes de type NK, mais aucun gène Hox ou alors ParaHox.
Aucun gène n'a été signalé chez les cnidaires Hox à ce titre, ils répondent aux caractéristiques précitées. Cependant, il existe des gènes Comme Hox.
D'autre part, les invertébrés ont un seul groupe de gènes Hox, tandis que les vertébrés possèdent plusieurs copies. Ce fait a été crucial et a inspiré le développement de théories sur l'évolution du groupe..
Le point de vue classique de cet aspect fait valoir que les quatre groupes de gènes dans le génome humain sont nés grâce à deux cycles de réplication de l'ensemble du génome. Cependant, le développement de nouvelles technologies de séquençage a jeté le doute sur la théorie.
La nouvelle preuve favorise l'hypothèse liée aux événements à petite échelle (duplication de segments, duplication individuelle de gènes et translocations) qui ont atteint le nombre élevé de gènes. Hox qu'aujourd'hui on observe dans ce groupe.
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