Homeotische mutatie
advertisement
Homeotische mutatie Wat? ¾ mutatie waardoor één lichaamsdeel vervangen wordt door een structuur die normaal elders in het lichaam voorkomt Homeotische mutatie - Drosophila z Antennapedia z Bithorax Homeotische genen ¾ homeobox = geconserveerde DNA sequens ¾ homeodomain: geconserveerde AZ sequens Eiwit van een homeotisch gen homeodomain ¾ herkent specifieke DNA -sequens in target DNA-sequens target-gen en bindt erop ¾ reguleert zo de genexpressie Homeotische genen ? ook in vertebraten ? Homeotische genen ¾ poging tot isolatie van homeoboxbevattend gen uit Xenopus-DNA met probe voor Drosophila homeobox Homeobox- genen in vertebraten waar tot expressie? ¾ via in situ hybridisatie ¾ lichaam verdeeld in velden Homeobox genen Homeobox- genen bij vertebraten ¾ transcriptiefactoren ¾ 35 - 40 hox- genen ¾ geclusterd in 4 complexen (A-D) ¾ colineariteit Vertebraten : hox - clusters Colineariteit ¾ 3’ genen vroeger / meer vooraan ¾ 5’ genen later / meer achteraan Co-lineariteit Colineariteit expressiedomeinen van Hox- 4 Homeobox - genen Controle Xenopus-larve: expressie van XlHbox 1 proteine in voorste deel van ruggenmerg Xenopus-ei geïnjecteerd met antilichaam tegen XlHbox 1 proteine: voorste deel van ruggenmerg getransformeerd in achterhersenen Homeobox- genen bij vertebraten activatie door ¾ retineenzuur ¾ groeifactoren (FGF, TGFβ, ...) resultaat (?) : ¾ identiteit en lot van cellen bepaald Homeobox- genen bij vertebraten 1° begrijpen van ontwikkeling 2° opsporen van homologieën ¾ inzichten in evolutie van bouwplan Homeobox- genen bij vertebraten 1° begrijpen van ontwikkeling 2° opsporen van homologieën ¾ inzichten in evolutie van bouwplan Homeobox- genen en homologieën ¾ Arthropoda - Vertebrata ¾ wervelkolom ¾ kritische bedenkingen Homeobox- genen en homologieën ¾ Arthropoda - Vertebrata ¾ wervelkolom ¾ kritische bedenkingen Arthropoda- Vertebrata z vergelijkbare vorming neurale lichaamszijde Polychaeta - Vertebrata Homeobox- genen en homologieën ¾ Arthropoda - Vertebrata ¾ wervelkolom ¾ kritische bedenkingen Evolutie in de wervelkolom ¾ Hox-code constant voor een segment ¾ wervelmorfologie verandert omdat antwoord van de target-genen verandert ¾ Hox-code schuift ¾ wervelmorfologie verandert mee met de Hox-code Evolutie in de wervelkolom: hoe? Hox-code constant ¾ antwoord van de target-genen verandert Hox-code schuift ¾ wervelmorfolo gie verandert mee met de Hox-code Axiale formule kip - muis kip wervels somieten wervels muis Axiale formules kip - muis kip wervels somieten muis kip wervels muis Paraloog 9 : in situ hybridisatie kip muis Vergelijking axiale formules muis cervico-thoracale overgang z Hoxc-6 expressie kip gans Xenopus zebravis Homeobox- genen en homologieën ¾ Arthropoda - Vertebrata ¾ wervelkolom ¾ kritische bedenkingen Kritische bedenkingen homeobox-genen en niet-homologe structuren ; Hox-genen en niet-homologe structuren 1° duplicatie ¿ redundante informatie 2° niet-homologe structuren 3° pleiotropie ¿ functieverlies 4° verschillend ontwikkelingsprogramma Vertebraten : hox - clusters Oogstructuur Insecta Vertebrata Hox-genen en niet-homologe structuren 1° duplicatie ¿ redundante informatie 2° niet-homologe structuren 3° pleiotropie ¿ functieverlies 4° verschillend ontwikkelingsprogramma genetische identiteit ≠ morfologische identiteit Homeobox- genen bij vertebraten 1° begrijpen van ontwikkeling 2° opsporen van homologieën ¾ inzichten in evolutie van bouwplan Evolutie v.h. vertebraten-bouwplan ¾ kaak- en tongbeenboog ¾ occipitale beenderen kaak- en tongbeenboog Rijli et al. (1993) Kaak- en tongbeenboog occipitale beenderen Lufkin et al. (1992) a, c, g, i: normale muizen b, d, e, f, h, j: transgene muizen afwezigheid van supraoccipitale (S) exoccipitale (E) E+: ectopische neuraalbogen Occipitalisatie Cyclostomata: archicranium Selachii, Amphibia: paleocranium Reptilia, Aves, Mammalia: neocranium