Het belangrijkste verschil tussen homeobox- en hox-genen is dat homeobox-genen voornamelijk betrokken zijn bij de regulatie van het gehele morfogeneseproces, terwijl hox-genen een subset zijn van homeobox-genen die alleen de vorming van assen en aanhangsels in organismen reguleren.
Regulering van structurele ontwikkeling is een belangrijk proces tijdens de embryonale ontwikkeling. Homeobox-genen en hox-genen spelen een belangrijke rol in het hele proces doordat ze fungeren als transcriptiefactoren die de genexpressie van de respectievelijke genen versterken. Deze genen zijn sterk geconserveerd en mutaties in deze genen kunnen veel nadelige effecten hebben.
Wat zijn Homeobox-genen?
Er zijn veel anatomische veranderingen die plaatsvinden in organismen tijdens hun levenscyclus. Dit fenomeen staat bekend als morfogenese. De genen die verantwoordelijk zijn voor het reguleren van deze anatomische veranderingen worden homeobox-genen genoemd. Deze bestaan uit een DNA-sequentie die ongeveer 180 basenparen lang is. Ze worden voorlopig gevonden in dieren, planten, schimmels en andere eukaryote organismen.
De expressie van homeobox-genen leidt tot homeodomein-eiwitten. Deze homeodomein-eiwitten zijn meestal transcriptiefactoren. Ze helpen bij het vouwproces van DNA en aanvullende eiwitten tijdens de genetische expressie, waardoor het hele expressieproces wordt gereguleerd. Daarom spelen homeobox-genen een belangrijke rol in het regulatieproces. Een mutatie in de homeobox-genen kan echter grote schade toebrengen aan de regulerende processen.
Figuur 01: Homeodomein
De homeobox-domeinen werden voor het eerst geïdentificeerd in Drosophila en zijn sterk geconserveerde gebieden in het genoom van gewervelde dieren. Het karakteristieke homeodomein geeft aanleiding tot een eiwit met 60 aminozuren die alfa-helix secundaire structuren vormen. De activiteit van deze regulerende eiwitten, gecodeerd door homeobox-genen, is het duidelijkst tijdens de vroege embryonale fase, waar de vorming van lichaamsassen plaatsvindt. Het induceert ook cellulaire differentiatie in eukaryoten. Er zijn twee soorten homeobox-genen. Het zijn – POU-genen en HOX-genen.
Wat zijn Hox-genen?
Hox-genen vormen een subset van de homeobox-genen. Ze zijn specifiek gerelateerd aan de regulering van de ontwikkeling van het lichaamsplan tijdens de embryonale fase van de levenscyclus. De eiwitten die worden gecodeerd door hox-genen, reguleren de positie en de nauwkeurige structurering van het lichaamsplan. Dit omvat de plaatsing van poten, aanhangsels zoals antennes en vleugels bij de meeste eukaryote dieren.
Gewervelde dieren hebben speciale hox-genen die de positionering van de individuele wervels in de wervelkolom regelen. Hox-genen reguleren ook de segmentatie van het lichaam van hogere organismen.
Figuur 02: Hox-genen
Samenvallend met homeobox-genen, coderen hox-genen ook voor transcriptiefactoren. Het zijn ook geconserveerde gebieden. Op dit moment zijn er ongeveer 39 Hox-genen geïdentificeerd. Hox-genen coderen ook voor eiwitten die secundaire alfa-helices vormen, waardoor ze tijdens de transcriptie van genen kunnen verstrengelen om het proces opwaarts te reguleren.
Aangezien hox-genen een belangrijke rol spelen in de vroege ontwikkeling van het dierlijk lichaam, kunnen mutaties in deze genen leiden tot fatale effecten of afwijkingen in de ontwikkeling van de lichaamsstructuur. Deze genen spelen dus een belangrijke rol bij het in stand houden van de lichaamshouding en -structuur.
Wat zijn de overeenkomsten tussen Homeobox- en Hox-genen?
- Homeobox- en hox-genen zijn aanwezig in eukaryoten.
- Beide zijn belangrijk in de vroege embryonale ontwikkeling.
- Het zijn sterk geconserveerde gebieden in het genoom.
- Beide geven aanleiding tot verschillende transcriptiefactoren die transcriptie reguleren.
- Bovendien geven ze aanleiding tot eiwitten die secundaire alfastructuren omvatten.
- Mutaties die plaatsvinden in beide genen kunnen leiden tot abnormale expressie van lichaamsstructuur.
- Beide genen zijn voornamelijk betrokken bij de morfogenese van hogere organismen.
Wat is het verschil tussen Homeobox- en Hox-genen?
Het belangrijkste verschil tussen homeobox- en hox-genen is de reikwijdte van zijn functie. Terwijl homeobox-genen het hele anatomische morfogeneseproces reguleren, reguleren hox-genen alleen de ontwikkeling van de assen en de ontwikkeling van structurele aanhangsels tijdens de morfogenese. Het aantal homeobox-genen en de hox-genen variëren ook. Er zijn ongeveer 200 homeobox-genen, terwijl er ongeveer 39 hox-genen zijn.
De onderstaande infographic vat het verschil tussen homeobox- en hox-genen samen.
Samenvatting – Homeobox vs Hox Genes
Homeobox-genen en hox-genen zijn sterk geconserveerde genen. Het zijn de belangrijkste genen die betrokken zijn bij de regulering van de anatomische ontwikkeling van organismen op een hoger niveau, waaronder gewervelde dieren. Terwijl homeobox-genen een grote groep genen zijn, zijn hox-genen een subset van homeobox-genen. Daarom reguleren hox-genen specifiek de ontwikkeling van assen en aanhangsels, terwijl homeobox-genen over het algemeen de gehele structurele morfogenese reguleren. Beide genen coderen voor transcriptiefactoren die het proces versterken en reguleren. Mutaties in beide genen kunnen veel nadelige gevolgen hebben. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen homeobox- en hox-genen.
