Войти
Выражение из всех 8 Hox-генов у плодовой мухи Drosophila melanogaster инструментарий для генов evo-Dev представляет собой небольшую подгруппу генов в организме геном, продукты которого контролируют эмбриональное развитие организма. Гены набора играют центральную роль в синтезе молекулярной генетики, палеонтологии, эволюции и биологии развития в науке эволюционного развития. биология (эво-дево).
Гены Toolkit высоко консервативны среди типов, что означает, что они древние и восходят к последнему общему предку двухсторонние животные. Например, у этого предка было по крайней мере 7 генов Pax для факторов транскрипции.
. Различия в развертывании генов набора инструментов влияют на план тела и количество, идентичность и структуру частей тела. Большинство генов инструментария являются компонентами сигнальных путей и кодируют продукцию факторов транскрипции, белков клеточной адгезии, белков клеточной поверхности рецептора (и сигнальных лигандов связывающиеся с ними) и секретируемые морфогены, все они участвуют в определении судьбы недифференцированных клеток, генерируя пространственные и временные паттерны, которые, в свою очередь, формируют план тела организма. К наиболее важным из инструментальных генов относятся гены кластера или комплекса Hox-генов. Hox-гены, факторы транскрипции, содержащие более широко распространенный мотив ДНК, связывающий белок гомеобокс, участвуют в формировании паттерна оси тела. Таким образом, путем комбинаторного определения идентичности конкретных областей тела, Hox-гены определяют, где конечности и другие сегменты тела будут расти у развивающегося эмбриона или личинки.. парадигматическим геном набора инструментов является Pax6 / eyeless, который контролирует формирование глаза у всех животных. Было обнаружено, что он производит глаза у мышей и Drosophila, даже если мышиный Pax6 / eyeless экспрессировался в Drosophila.
Это означает, что большая часть морфологической эволюции, которой подвергаются организмы, является продукт вариаций в генетическом наборе, либо за счет изменения генов паттерна своей экспрессии, либо за счет приобретения новых функций. Хорошим примером первого является увеличение клюва у большого земляного вьюрка Дарвина (Geospiza magnirostris ), у которого ген BMP отвечает за более крупный клюв этой птицы, относительно других зябликов.
Утрата ног у змей и других чешуек - еще один хороший пример того, как гены меняют паттерн своей экспрессии. В этом случае ген Distal-less очень недоэкспрессирован или не экспрессируется вообще в областях, где конечности могли бы формироваться у других четвероногих. В 1994 году команда Шона Б. Кэрролла сделала «новаторское» открытие: этот же ген определяет узор глазных пятен в крыльях бабочки , показывая, что гены набора инструментов могут изменять свою функцию.
Гены набора инструментов не только являются высококонсервативными, но и имеют тенденцию развивать одну и ту же функцию конвергентно или параллельно. Классическими примерами этого являются уже упомянутый ген Distal-less, который отвечает за формирование придатков как у четвероногих, так и у насекомых, или, в более мелком масштабе, формирование рисунка крыльев у бабочек Heliconius erato и Геликоний мелпомена. Эти бабочки мюллеровы имитаторы, чей образец окраски возник в разных эволюционных событиях, но контролируется одними и теми же генами. Это подтверждает теорию Марка Киршнера и Джона К. Герхарта о облегченной вариации, которая утверждает, что морфологическая эволюционная новизна порождается регуляторными изменениями в различных членах большой набор консервативных механизмов развития и физиологии.
