Η βασική διαφορά μεταξύ των γονιδίων homeobox και hox είναι ότι τα γονίδια homeobox εμπλέκονται κυρίως στη ρύθμιση ολόκληρης της διαδικασίας μορφογένεσης, ενώ τα γονίδια hox είναι ένα υποσύνολο γονιδίων homeobox που ρυθμίζουν μόνο τον σχηματισμό αξόνων και εξαρτημάτων στους οργανισμούς.
Η ρύθμιση της δομικής ανάπτυξης είναι μια σημαντική διαδικασία κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Τα γονίδια Homeobox και τα γονίδια hox παίζουν σημαντικό ρόλο στην όλη διαδικασία δρώντας ως παράγοντες μεταγραφής που ενισχύουν τη γονιδιακή έκφραση των αντίστοιχων γονιδίων. Αυτά τα γονίδια είναι εξαιρετικά διατηρημένα και οι μεταλλάξεις σε αυτά τα γονίδια μπορεί να έχουν πολλές δυσμενείς επιπτώσεις.
Τι είναι τα γονίδια Homeobox;
Υπάρχουν πολλές ανατομικές αλλαγές που λαμβάνουν χώρα στους οργανισμούς κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως μορφογένεση. Τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τη ρύθμιση αυτών των ανατομικών αλλαγών ονομάζονται γονίδια homeobox. Αυτά αποτελούνται από μια αλληλουχία DNA που έχει μήκος περίπου 180 ζεύγη βάσεων. Βρίσκονται προκαταρκτικά σε ζώα, φυτά, μύκητες και άλλους ευκαρυωτικούς οργανισμούς.
Η έκφραση των γονιδίων homeobox προκαλεί πρωτεΐνες ομοιοπεδίου. Αυτές οι πρωτεΐνες του ομοιοπεδίου είναι ως επί το πλείστον παράγοντες μεταγραφής. Βοηθούν στη διαδικασία αναδίπλωσης του DNA και των βοηθητικών πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια της γενετικής έκφρασης, ρυθμίζοντας έτσι ολόκληρη τη διαδικασία έκφρασης. Επομένως, τα γονίδια homeobox παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία ρύθμισης. Ωστόσο, μια μετάλλαξη στα γονίδια homeobox μπορεί να προκαλέσει μεγάλη βλάβη στις ρυθμιστικές διαδικασίες.
Εικόνα 01: Homeodomain
Οι τομείς homeobox αναγνωρίστηκαν για πρώτη φορά στο Drosophila και είναι εξαιρετικά διατηρημένες περιοχές στο γονιδίωμα των σπονδυλωτών. Η χαρακτηριστική ομοιοπεδία δημιουργεί μια πρωτεΐνη με 60 αμινοξέα που σχηματίζουν δευτερεύουσες δομές άλφα-έλικας. Η δραστηριότητα αυτών των ρυθμιστικών πρωτεϊνών που κωδικοποιούνται από τα γονίδια homeobox είναι πιο εμφανής κατά την πρώιμη εμβρυϊκή φάση, όπου λαμβάνει χώρα ο σχηματισμός των αξόνων του σώματος. Επίσης, προκαλεί κυτταρική διαφοροποίηση στους ευκαρυώτες. Υπάρχουν δύο τύποι γονιδίων homeobox. Είναι – γονίδια POU και γονίδια HOX.
Τι είναι τα Hox Genes;
Τα γονίδια Hox αποτελούν ένα υποσύνολο των γονιδίων homeobox. Σχετίζονται συγκεκριμένα με τη ρύθμιση της ανάπτυξης του σχεδίου σώματος κατά το εμβρυϊκό στάδιο του κύκλου ζωής. Οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από τα γονίδια hox ρυθμίζουν τη θέση και την ακριβή δομή του σχεδίου σώματος. Αυτό περιλαμβάνει την τοποθέτηση ποδιών, εξαρτημάτων όπως κεραίες και φτερών στα περισσότερα ευκαρυωτικά ζώα.
Τα σπονδυλωτά έχουν ειδικά γονίδια hox που ρυθμίζουν την τοποθέτηση των μεμονωμένων σπονδύλων στη σπονδυλική στήλη. Τα γονίδια Hox ρυθμίζουν επίσης την κατάτμηση του σώματος ανώτερων οργανισμών.
Εικόνα 02: Hox Genes
Συμπίπτει με τα γονίδια homeobox, τα γονίδια hox κωδικοποιούν επίσης παράγοντες μεταγραφής. Είναι επίσης διατηρημένες περιοχές. Επί του παρόντος, έχουν εντοπιστεί περίπου 39 γονίδια Hox. Τα γονίδια Hox κωδικοποιούν επίσης πρωτεΐνες που σχηματίζουν δευτερεύουσες άλφα-έλικες, οι οποίες τους επιτρέπουν να εμπλέκονται κατά τη μεταγραφή των γονιδίων για να ρυθμίσουν προς τα πάνω τη διαδικασία.
Καθώς τα γονίδια hox διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην πρώιμη ανάπτυξη του σώματος των ζώων, οι μεταλλάξεις σε αυτά τα γονίδια μπορεί να οδηγήσουν σε θανατηφόρα αποτελέσματα ή ανωμαλίες στην ανάπτυξη της δομής του σώματος. Έτσι, αυτά τα γονίδια παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της στάσης και της δομής του σώματος.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Homeobox και Hox Genes;
- Τα γονίδια Homeobox και hox υπάρχουν στους ευκαρυώτες.
- Και τα δύο είναι σημαντικά στην πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη.
- Είναι εξαιρετικά διατηρημένες περιοχές στο γονιδίωμα.
- Και τα δύο προκαλούν διάφορους μεταγραφικούς παράγοντες που ρυθμίζουν τη μεταγραφή.
- Επιπλέον, δημιουργούν πρωτεΐνες που περιλαμβάνουν δευτερεύουσες δομές άλφα.
- Μεταλλάξεις που λαμβάνουν χώρα και στα δύο γονίδια μπορεί να οδηγήσουν σε μη φυσιολογική έκφραση της δομής του σώματος.
- Και τα δύο γονίδια εμπλέκονται κυρίως στη μορφογένεση ανώτερων οργανισμών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Homeobox και Hox Genes;
Η βασική διαφορά μεταξύ των γονιδίων homeobox και hox είναι το εύρος της λειτουργίας του. Ενώ τα γονίδια homeobox ρυθμίζουν ολόκληρη τη διαδικασία της ανατομικής μορφογένεσης, τα γονίδια hox ρυθμίζουν μόνο την ανάπτυξη των αξόνων και την ανάπτυξη δομικών εξαρτημάτων κατά τη διάρκεια της μορφογένεσης. Ο αριθμός των γονιδίων homeobox και των γονιδίων hox ποικίλλει επίσης. Υπάρχουν περίπου 200 γονίδια homeobox ενώ υπάρχουν περίπου 39 γονίδια hox.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ των γονιδίων homeobox και hox.
Σύνοψη – Homeobox vs Hox Genes
Τα γονίδια Homeobox και τα γονίδια hox είναι γονίδια υψηλής διατήρησης. Είναι τα κύρια γονίδια που εμπλέκονται στη ρύθμιση της ανατομικής ανάπτυξης οργανισμών υψηλότερου επιπέδου, συμπεριλαμβανομένων των σπονδυλωτών. Ενώ τα γονίδια homeobox είναι μια μεγάλη ομάδα γονιδίων, τα γονίδια hox είναι ένα υποσύνολο γονιδίων homeobox. Επομένως, τα γονίδια hox ρυθμίζουν ειδικά την ανάπτυξη των αξόνων και των εξαρτημάτων, ενώ τα γονίδια homeobox γενικά ρυθμίζουν ολόκληρη τη δομική μορφογένεση. Και τα δύο γονίδια κωδικοποιούν παράγοντες μεταγραφής που ενισχύουν και ρυθμίζουν τη διαδικασία. Οι μεταλλάξεις και στα δύο γονίδια μπορεί να έχουν πολλά δυσμενή αποτελέσματα. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ των γονιδίων homeobox και hox.
