Papel dos genes Hox em humanos e moscas-das-frutas

Escrito por john brennan | Traduzido por angela spada
Papel dos genes Hox em humanos e moscas-das-frutas

As moscas-das-frutas proporcionaram à ciência muitas descobertas surpreendentes sobre a biologia do desenvolvimento

Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Os humanos e as moscas-das-frutas compartilham mais do que se possa pensar. Os genes Hox, ou homeóticos, foram descobertos originalmente na Drosophila melanogaster, uma espécie de mosca-das-frutas, mas genes semelhantes são encontrados em muitos outros organismos, inclusive seres humanos. Essa classe de genes tem um papel crucial no desenvolvimento embrionário.

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Genes Hox

Todos os genes Hox incluem uma sequência de DNA chamada homeobox, que codifica para uma sequência de 60 aminoácidos chamados homeodomínios. A sequência do homeodomínio é semelhante em humanos, em moscas-das-frutas e em muitas outras espécies. Eles também compartilham arranjos cromossômicos similares -- os genes Hox nas duas espécies são encontrados em grupos. Na Drosophila, são encontrados no mesmo cromossomo, enquanto que em mamíferos são encontrados em quatro cromossomos separados. Essas semelhanças surpreendentes, aliadas à presença de genes contendo homeobox em espécies relacionadas de modo até mais distante, como as leveduras, sugerem fortemente que a sequência de DNA homeobox surgiu no início da evolução dos organismos multicelulares.

Papel

Os genes Hox codificam proteínas chamadas fatores de transcrição, que se ligam a regiões regulatórias do DNA para ligar ou desligar outros genes. Quando um gene Hox é ativado, a proteína que ele codifica ativa ou reprime uma série de outros genes, o que inicia uma cascata de eventos que têm um papel-chave na diferenciação celular e formação tecidual. Basicamente, os genes Hox ajudam a determinar a identidade dos segmentos onde eles foram ativados. A atividade dos genes Hox varia no tempo e espaço do desenvolvimento embrionário, e combinações diferentes desses genes estão ativas em diferentes regiões.

Mutações

As mutações nos genes Hox podem ter consequências de longo alcance. Alguns humanos, por exemplo, nascem com dedos das mãos ou dos pés extranumerários e membranas interdigitais. Essa condição é chamada de polissindactilia e é causada por uma mutação particular no gene HoxD13. Pesquisadores induziram experimentalmente mutações em muitos genes Hox da Drosophila, muitas vezes com resultados surpreendentes. Uma dessas mutações, por exemplo, causou o desenvolvimento de pernas na cabeça do inseto no lugar onde normalmente estariam as antenas. Esses experimentos demonstram o papel-chave dos genes Hox na determinação de quais estruturas formar no embrião em desenvolvimento e onde essas estruturas ocorrem.

Outras características

Todos os genes Hox compartilham o mesmo domínio homeobox. Esse domínio liga-se ao DNA, mas não é específico, o que significa que ele pode se ligar a quase qualquer sequência de DNA. São as outras partes de cada gene Hox que determinam sua especificidade. Foram descobertos outros genes que também contêm o domínio homeobox, mas não estão diretamente envolvidos na determinação da identidade dos segmentos corporais em desenvolvimento; a fórmula dos genes Hox, porém, refere-se tipicamente aos genes do domínio homeobox que estão envolvidos no desenvolvimento.

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