Der Hauptunterschied zwischen Homöobox- und Hox-Genen besteht darin, dass Homöobox-Gene hauptsächlich an der Regulierung des gesamten Morphogeneseprozesses beteiligt sind, während Hox-Gene eine Untergruppe von Homöobox-Genen sind, die nur die Bildung von Achsen und Anhängen in Organismen regulieren.
Die Regulation der strukturellen Entwicklung ist ein wichtiger Prozess während der Embryonalentwicklung. Homöobox-Gene und Hox-Gene spielen eine wichtige Rolle in dem gesamten Prozess, indem sie als Transkriptionsfaktoren fungieren, die die Genexpression der jeweiligen Gene verstärken. Diese Gene sind hochgradig konserviert und Mutationen an diesen Genen können viele nachteilige Auswirkungen haben.
Was sind Homöobox-Gene?
Es gibt viele anatomische Veränderungen, die in Organismen während ihres Lebenszyklus stattfinden. Dieses Phänomen ist als Morphogenese bekannt. Die Gene, die für die Regulierung dieser anatomischen Veränderungen verantwortlich sind, werden Homöobox-Gene genannt. Diese bestehen aus einer etwa 180 Basenpaare langen DNA-Sequenz. Sie kommen vorläufig in Tieren, Pflanzen, Pilzen und anderen eukaryotischen Organismen vor.
Die Expression von Homöobox-Genen führt zu Homöodomänen-Proteinen. Diese Homöodomänenproteine sind meist Transkriptionsfaktoren. Sie unterstützen den F altungsprozess von DNA und akzessorischen Proteinen während der genetischen Expression und regulieren so den gesamten Expressionsprozess. Daher spielen Homöobox-Gene eine wichtige Rolle im Regulationsprozess. Eine Mutation in den Homöobox-Genen kann jedoch große Schäden an den Regulationsprozessen verursachen.
Abbildung 01: Homöodomäne
Die Homöobox-Domänen wurden zuerst in Drosophila identifiziert und sind hoch konservierte Regionen im Genom von Wirbeltieren. Aus der charakteristischen Homöodomäne entsteht ein Protein mit 60 Aminosäuren, die alpha-Helix-Sekundärstrukturen bilden. Die Aktivität dieser durch Homöobox-Gene codierten regulatorischen Proteine zeigt sich am deutlichsten während der frühen Embryonalphase, in der die Bildung von Körperachsen stattfindet. Es induziert auch die Zelldifferenzierung in Eukaryoten. Es gibt zwei Arten von Homöobox-Genen. Sie sind – POU-Gene und HOX-Gene.
Was sind Hox-Gene?
Hox-Gene bilden eine Untergruppe der Homöobox-Gene. Sie beziehen sich speziell auf die Regulierung der Entwicklung des Körperplans während der embryonalen Phase des Lebenszyklus. Die von Hox-Genen codierten Proteine regulieren die Position und die genaue Strukturierung des Körperplans. Dies schließt die Platzierung von Beinen, Anhängseln wie Antennen und Flügeln bei den meisten eukaryotischen Tieren ein.
Wirbeltiere haben spezielle Hox-Gene, die die Positionierung der einzelnen Wirbel in der Wirbelsäule regulieren. Hox-Gene regulieren auch die Segmentierung des Körpers höherer Organismen.
Abbildung 02: Hox-Gene
Hox-Gene, die mit Homöobox-Genen zusammenfallen, kodieren auch für Transkriptionsfaktoren. Sie sind auch konservierte Regionen. Derzeit sind etwa 39 Hox-Gene identifiziert. Hox-Gene kodieren auch für Proteine, die sekundäre Alpha-Helices bilden, die es ihnen ermöglichen, sich während der Transkription von Genen zu verschränken, um den Prozess hochzuregulieren.
Da Hox-Gene eine wichtige Rolle in der frühen Entwicklung des tierischen Körpers spielen, können Mutationen in diesen Genen zu fatalen Auswirkungen oder Anomalien in der Entwicklung der Körperstruktur führen. Daher spielen diese Gene eine wichtige Rolle bei der Aufrechterh altung der Körperh altung und -struktur.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Homöobox- und Hox-Genen?
- Homeobox- und Hox-Gene sind in Eukaryoten vorhanden.
- Beide sind in der frühen Embryonalentwicklung wichtig.
- Das sind hochkonservierte Regionen im Genom.
- Beide führen zu verschiedenen Transkriptionsfaktoren, die die Transkription regulieren.
- Außerdem führen sie zu Proteinen, die sekundäre Alpha-Strukturen umfassen.
- Mutationen in beiden Genen können zu einer abnormalen Ausprägung der Körperstruktur führen.
- Beide Gene sind hauptsächlich an der Morphogenese höherer Organismen beteiligt.
Was ist der Unterschied zwischen Homöobox- und Hox-Genen?
Der Hauptunterschied zwischen Homöobox- und Hox-Genen ist der Umfang ihrer Funktion. Während Homöobox-Gene den gesamten anatomischen Morphogeneseprozess regulieren, regulieren Hox-Gene nur die Achsenentwicklung und die Entwicklung struktureller Anhängsel während der Morphogenese. Die Anzahl der Homöobox-Gene und der Hox-Gene variiert ebenfalls. Es gibt ungefähr 200 Homöobox-Gene, während es ungefähr 39 Hox-Gene gibt.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Homöobox- und Hox-Genen zusammen.
Zusammenfassung – Homöobox vs. Hox-Gene
Homeobox-Gene und Hox-Gene sind hochkonservierte Gene. Sie sind die wichtigsten Gene, die an der Regulierung der anatomischen Entwicklung von Organismen höherer Ebenen, einschließlich Wirbeltieren, beteiligt sind. Während Homöobox-Gene eine große Gruppe von Genen sind, sind Hox-Gene eine Untergruppe von Homöobox-Genen. Daher regulieren Hox-Gene spezifisch die Entwicklung von Achsen und Anhängen, während Homöobox-Gene im Allgemeinen die gesamte strukturelle Morphogenese regulieren. Beide Gene kodieren für Transkriptionsfaktoren, die den Prozess verstärken und regulieren. Mutationen in beiden Genen können viele nachteilige Folgen haben. Das ist also die Zusammenfassung des Unterschieds zwischen Homöobox- und Hox-Genen.
