ההבדל העיקרי בין גנים הומיאובוקס להוקס הוא שגנים של הומיאובוקס מעורבים בעיקר בוויסות של תהליך המורפוגנזה כולו, בעוד שגני הוקס הם תת-קבוצה של גנים הומיאובוקס המווסתים רק את היווצרותם של צירים ותוספות באורגניזמים.
וויסות ההתפתחות המבנית הוא תהליך חשוב במהלך ההתפתחות העוברית. גנים של הומיאובוקס וגנים של הוקס ממלאים תפקיד חשוב בכל התהליך על ידי כך שהם פועלים כגורמי שעתוק המשפרים את ביטוי הגנים של הגנים המתאימים. גנים אלה נשמרים מאוד, ולמוטציות בגנים אלה יכולות להיות השפעות שליליות רבות.
מהם גנים של Homeobox?
ישנם שינויים אנטומיים רבים המתרחשים באורגניזמים במהלך מחזור חייהם. תופעה זו ידועה בשם מורפוגנזה. הגנים האחראים על ויסות השינויים האנטומיים הללו נקראים גנים הומיאובוקס. אלה מורכבים מרצף DNA שאורכו כ-180 זוגות בסיסים. הם נמצאים ראשוניים בבעלי חיים, בצמחים, בפטריות ובאורגניזמים איקריוטיים אחרים.
הביטוי של גנים הומיאובוקס מוליד חלבונים הומיאודומיין. חלבוני הומיאודומיין אלה הם לרוב גורמי שעתוק. הם מסייעים בתהליך הקיפול של DNA וחלבוני עזר במהלך הביטוי הגנטי, ובכך מווסתים את כל תהליך הביטוי. לכן, גנים של הומיאובוקס ממלאים תפקיד חשוב בתהליך הוויסות. עם זאת, מוטציה בגנים של הומיאובוקס עלולה לגרום נזק גדול לתהליכי הרגולציה.
איור 01: Homeodomain
תחומי ההומיאובוקס זוהו לראשונה ב-Drosophila והם אזורים שמורים מאוד בגנום של בעלי חוליות. ההומיאודומיין האופייני מולידה חלבון עם 60 חומצות אמינו היוצרות מבנים משניים אלפא-הליקס. הפעילות של חלבונים מווסתים אלה המקודדים על ידי גנים של הומיאובוקס בולטת בעיקר בשלב העובר המוקדם, שבו מתרחשת היווצרות צירי גוף. זה גם משרה התמיינות תאית באאוקריוטים. ישנם שני סוגים של גנים של הומיאובוקס. הם - גנים POU וגנים HOX.
מהם גנים הוקס?
גנים של הוקס יוצרים תת-קבוצה של הגנים ההומיאובוקס. הם קשורים ספציפית לוויסות התפתחות תוכנית הגוף בשלב העוברי של מחזור החיים. החלבונים המקודדים על ידי גני הוקס מווסתים את המיקום ואת המבנה המדויק של תוכנית הגוף. זה כולל מיקום רגליים, תוספות כגון אנטנות וכנפיים ברוב החיות האיקריוטיות.
לחולייתנים יש גנים מיוחדים להוקס המווסתים את מיקומן של החוליות הבודדות בעמוד החוליה. גנים של הוקס מווסתים גם את הפילוח של הגוף של אורגניזמים גבוהים יותר.
איור 02: הוקס גנים
במקביל לגנים של הומיאובוקס, גנים של הוקס מקודדים גם לגורמי שעתוק. הם גם אזורים שמורים. נכון לעכשיו, זוהו כ-39 גנים של הוקס. גנים של הוקס מקודדים גם לחלבונים היוצרים סלילי אלפא משניים, המאפשרים להם להסתבך במהלך שעתוק גנים כדי להגביר את התהליך.
מכיוון שגנים של הוקס ממלאים תפקיד מרכזי בהתפתחות המוקדמת של גוף החי, מוטציות בגנים אלה עלולות להוביל להשפעות קטלניות או להפרעות בהתפתחות מבנה הגוף. לפיכך, לגנים אלו תפקיד מרכזי בשמירה על תנוחת הגוף ומבנה הגוף.
מה הם קווי הדמיון בין הגנים של Homeobox ו-Hox?
- גנים של Homeobox ו-hox נמצאים באיקריוטים.
- שניהם חשובים בהתפתחות עוברית מוקדמת.
- הם אזורים שמורים מאוד בגנום.
- שניהם גורמים לגורמי תמלול שונים המווסתים את התמלול.
- יתר על כן, הם יוצרים חלבונים שמרכיבים מבני אלפא משניים.
- מוטציות המתרחשות בשני הגנים עלולות להוביל לביטוי חריג של מבנה הגוף.
- שני הגנים מעורבים בעיקר במורפוגנזה של אורגניזמים גבוהים יותר.
מה ההבדל בין Homeobox ו-Hox Genes?
ההבדל העיקרי בין גנים הומיאובוקס להוקס הוא היקף הפונקציה שלו. בעוד שגנים של הומיאובוקס מווסתים את כל תהליך המורפוגנזה האנטומית, גנים הוקס מווסתים רק את התפתחות הצירים ואת התפתחותם של נספחים מבניים במהלך המורפוגנזה.מספר הגנים של הומיאובוקס וגנים ההוקסים משתנים גם הם. יש כ-200 גנים של הומיאובוקס בעוד שיש כ-39 גנים של הוקס.
האינפוגרפיה שלהלן מסכמת את ההבדל בין גנים הומיאובוקס להוקס.
סיכום – Homeobox vs Hox Genes
גנים של Homeobox וגנים של הוקס הם גנים שמורים מאוד. הם הגנים העיקריים המעורבים בוויסות ההתפתחות האנטומית של אורגניזמים ברמה גבוהה יותר, כולל בעלי חוליות. בעוד שגנים של הומיאובוקס הם קבוצה גדולה של גנים, גני הוקס הם תת-קבוצה של גנים של הומיאובוקס. לכן, גנים של הוקס מווסתים באופן ספציפי את התפתחותם של צירים ותוספות, בעוד שגנים של הומיאובוקס מווסתים בדרך כלל את כל המורפוגנזה המבנית. שני הגנים מקודדים לגורמי שעתוק המשפרים ומווסתים את התהליך.למוטציות בשני הגנים יכולות להיות תוצאות שליליות רבות. אז זה הסיכום של ההבדל בין גנים הומיאובוקס להוקס.
