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同源异形基因

删除3,383字节, 2017年2月22日 (三) 02:23
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'''同源异形基因'''()是[[生物体]]中一类专门调控生物形体的[[基因]],一但这些基因发生[[突变]],就会使身体的一部分变形。其作用机制,主要是调控其他有关于细胞分裂、[[纺锤体]]方向,以及硬毛、附肢等部位发育的基因。'''Hox基因'''属于[[同源框]]家族的其中一员,在大多数Hox基因中,会含有一段约180个[[核苷酸]]的[[同源异型盒]],可以[[转录]]出含有约60个[[氨基酸]]序列,称为[[同源]]异形域。
Hox基因的特色之一,是其排列顺序与其作用顺序、作用位置相关,例如位在较靠近3'端([[DNA]]的其中一端)的基因,作用的位置较靠近[[头部]]。而且[[动物界]]中的成员,皆拥有类似的Hox基因排列方式、产物与作用方式。Hox基因对于动物型态的影响,能使[[演化生物学]]研究得到关于型态转变的线索。
== 调控型态的方式 ==
 
[[File:IC Gomphidae wing.jpg|230px|thumb|豆娘的前后两对翅膀形状相似。]][[File:Inachis io beentree brok 2005.jpg|230px|thumb|蝴蝶的前翅与后翅外型不同。]]
各种生物的Hox基因之表现方式类似,靠近3'端的基因会表现于动物的身体前部,靠近5'端则表现于身体的后部。除了这种规律之外,Hox基因又会因为一些原因,而在不同状态下有不同的表现。
{| class="wikitable"
|<div style="text-align: center;">'''昆虫种类'''</div> |<div style="text-align: center;">'''上游Hox基因'''</div> |<div style="text-align: center;">'''调控阶层'''</div>
|-
|蜻蜓([[蜻蛉目]])
|<div style="text-align: center;">''Ubx''</div> |<span style="color: gray;">a1 → a2 → a3</span><br /><span style="color: gray;">b1 → b2 → b3</span><br /><span style="color: red;">c1 → c2 → c3</span><br /><span style="color: gray;">d1 → d2 → d3</span>
|-
|蝴蝶(鳞翅目)
|<div style="text-align: center;">''Ubx''</div> |<span style="color: gray;">a1 → a2</span><span style="color: red;"> → a3</span><br /><span style="color: gray;">b1</span><span style="color: red;"> → b2 → b3</span><br /><span style="color: gray;">c1 → c2</span><span style="color: red;"> → c3</span><br /><span style="color: red;">e1 → e2 → e3</span>
|-
|果蝇(双翅目)
|<div style="text-align: center;">''Ubx''</div> |<span style="color: red;">a1 → a2 → a3</span><br /><span style="color: red;">b1 → b2 → b3</span><br /><span style="color: red;">c2 → c3</span><span style="color: gray;"> → c4</span><br /><span style="color: red;">d1 → d2 → d3</span>
|}
=== 果蝇 ===
[[File:Hoxgenesoffruitfly.svg|thumb|330px|图下方为[[黑腹果蝇]]的8个Hox基因。左边的5个属于ANT-C;右边的3个属于BX-C。基因与果蝇身体的颜色,表示基因所影响的身体部位。]]
果蝇(这里指[[黑腹果蝇]])的Hox基因皆位在其[[3号染色体 (果蝇)|3号染色体]]右臂上,可分为两个群集。一群称作双胸复合群(Bithorax complex,BX-C),此群集中的''Ubx''基因若突变,会使第3胸节(T3)变成第2胸节(T2),而且由于正常状态下的翅膀是长在T2之上,因此这样的突变同时会使果蝇长出两对翅膀,并使原本长在T3上的平衡棒(haltere;双翅目昆虫特有的构造,源自其中一对翅膀)消失。此突变最早是卡耳文·布里吉斯(Calvin Bridges)于1915年发现。
{| class="wikitable"
|<div style="text-align: center;">'''群集名称'''</div> |<div style="text-align: center;">'''位置'''</div> |<div style="text-align: center;">'''基因'''('''名称意义''')</div> |<div style="text-align: center;">'''影响位置'''</div>
|-
|ANT-C
|靠近3'端
|''lab''(labial;唇)<br />''pb''(proboscipedia;口器足)<br />''Dfd''(Deformed;[[畸形]])<br />''Scr''(Sex combs reduced;性梳减少)<br />''Antp''(Antennapedia;触足)
|身体前部
|-
|BX-C
|靠近5'端
|''Ubx''(Ultrabithorax)<br />''AbdA''(Abdominal A)<br />''AbdB''(Abdominal B)
|身体后部
|-
{| class="wikitable"
|<div style="text-align: center;">'''位置'''</div> |<div style="text-align: center;">'''基因群集'''</div> |<div style="text-align: center;">'''影响头部'''</div> |<div style="text-align: center;">'''影响[[颈部]]'''</div> |<div style="text-align: center;">'''影响躯干'''</div> |<div style="text-align: center;">'''影响[[四肢]]'''</div>
|-
|[[7号染色体 (人类)|7号染色体]]<br />''7p15 ~ p14'' |HOXA |<br /><br /><br />|<br />
|
|<br /><br /><br />
|-
|[[17号染色体 (人类)|17号染色体]]<br />17q21 ~ q22 |HOXB |<br /><br /><br />|<br />|<br />
|
|-
|[[12号染色体 (人类)|12号染色体]]<br />12q12 ~ q13 |HOXC
|
|<br />
|
|<br /><br /><br /><br />
|-
|[[2号染色体 (人类)|2号染色体]]<br />2q31 ~ q32 |HOXD |<br /><br />| ||<br /><br /><br /><br />|} === [[老鼠]] === 老鼠的Hox基因特性与人类相似,分别位在6号、11号、15号与2号染色体上,书写时只有首字母大写,例如Hoxa-11与Hoxd-11。 第3平行同源家族,也就是Hoxa-3、Hoxb-3与Hoxd-3基因,主要作用是产生颈部的[[脊椎骨]]。另外Hoxa-11或是Hoxd-11其中一的基因发生突变时,会使[[桡骨]](radius)或[[尺骨]](ulna)产生轻微缺陷。若是两个基因同时突变,则会使两块[[骨头]]皆[[退化]]。 {| class="wikitable" |<div style="text-align: center;">'''位置'''</div> |<div style="text-align: center;">'''基因群集'''</div> |colspan=4|<div style="text-align: center;">'''基因'''</div> |- |[[6号染色体 (老鼠)|6号染色体]] |Hoxa |Hoxa-1<br />Hoxa-2<br />Hoxa-3<br />Hoxa2Hoxa-4 |Hoxa-5<br />Hoxa5Hoxa-6 |Hoxa-7 |Hoxa-9<br />Hoxa-10<br />Hoxa-11<br />Hoxa10Hoxa-13
|-
|[[11号染色体 (老鼠)|11号染色体]]
|Hoxb
|Hoxb-1<br />Hoxb-2<br />Hoxb-3<br />Hoxb1Hoxb-4 |Hoxb-5<br />Hoxb3Hoxb-6 |Hoxb-7<br />Hoxb-8 |Hoxb-9 |- |[[15号染色体 (老鼠)|15号染色体]] |Hoxc |Hoxc-4 |Hoxc-5<br />Hoxc7Hoxc-6
|Hoxc-8
|Hoxc-9<br />Hoxc9Hoxc-10<br />Hoxc-11<br />Hoxc-12<br />Hoxc11Hoxc-13
|-
|[[2号染色体 (老鼠)|2号染色体]]
|Hoxd
|Hoxd-1<br />Hoxd-3<br />Hoxd1Hoxd-4
|
|Hoxd-8
|Hoxd-9<br />Hoxd9Hoxd-10<br />Hoxd-11<br />Hoxd-12<br />Hoxd11Hoxd-13
|}
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