ホメオボックス・ホメオティック遺伝子とHox遺伝子の違いとは?分かりやすく解説!

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ホメオボックス・ホメオティック遺伝子とHox遺伝子の主な違いは、ホメオボックスとはホメオティック遺伝子内に見られる特定のDNA配列であり、ホメオティック遺伝子は動物、植物、菌類、一部の単細胞真核生物における解剖学的発生パターンの制御を担う遺伝子であり、Hox遺伝子は両側の動物にのみ生じるホメオティック遺伝子のサブセットである点です。

ホメオボックス、ホメオティック遺伝子、Hox遺伝子は、真核生物のゲノムに存在する3種類のDNA配列です。

これらは、形態形成に関与している。

さらに、ホメオボックス遺伝子は約180塩基対の長さで、ホメオティック遺伝子は主に転写因子をコードしており、細胞が特定の体の部位を形成するように指令する。

さらに、ホメオティック遺伝子にホメオボックスが付いているものはホメオボックス遺伝子と呼ばれる。

一般に、ヒトには200以上のホメオボックス遺伝子があり、そのうち約39の遺伝子がHox遺伝子です。

主な対象分野

  1. ホメオボックスとは
         – 定義、構造、重要性
  2. ホメオティック遺伝子とは
         – 定義、構造、重要性
  3. Hox遺伝子とは
         – 定義、構造、重要性
  4. ホメオボックス・ホメオティック遺伝子とHox遺伝子の類似点とは
         – 共通点の概要
  5. ホメオボックス・ホメオティック遺伝子とHox遺伝子の違いとは?
         – 主な違いの比較

Key Terms

ホメオボックス、ホメオドメイン、ホメオティック遺伝子、Hox遺伝子、形態形成、転写因子

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Homeoboxとは

ホメオボックスとは、ホメオティック遺伝子に存在するDNA配列です。

ショウジョウバエで初めて発見された。

一般に180塩基対の長さです。

また、動物、植物、菌類を含むすべての真核生物のホメオティック遺伝子内に存在する。

 一方、ホメオボックスでは、ホメオドメインと呼ばれる60アミノ酸長のタンパク質ドメインが合成される。

図1:DNAに結合するホメオドメイン

さらに、このドメインには3つのαヘリックスがあり、そのうち2番目と3番目のαヘリックスは小さなループを介してつながり、モチーフを形成している。

さらに、3番目のアルファヘリックスは、水素結合と疎水性相互作用を形成することによって、DNAと直接相互作用する。

また、水分子を介してDNAと間接的な相互作用を形成している。

したがって、ホメオドメインの主な機能は、DNAを認識し、遺伝子発現を制御することである

ホメオティック遺伝子とは

ホメオティック遺伝子とは、真核生物に存在する、形態形成を制御する遺伝子の一種である

遺伝子の発現を制御することで、様々な真核生物の解剖学的構造の発生を制御している。

そのため、遺伝子の制御経路を通じて遺伝子に影響を与える転写因子として機能する。

また、ホメオティック遺伝子に変異が生じると、体の一部が移動してしまい、致死的な状態になることもあります。

Homeobox vs Homeotic vs Hox Genes 図2: 花の発生のABCモデル

ホメオティック遺伝子は、大きく分けてHox遺伝子とParaHox遺伝子の2種類があります。

ここで、Hox遺伝子はヒトを含む両生類の動物にしか存在しない。

また、ParaHox遺伝子はHox-Like(HoxL)遺伝子と呼ばれる。

さらに、MADS-box含有遺伝子は、顕花植物に見られるホメオティック遺伝子の一種である

しかし、哺乳類、酵母、昆虫など、他の生物にも存在する。

また、これらの遺伝子は、花の発生のABCモデル、癌原遺伝子の転写、生物の種類に応じた特定の細胞での遺伝子制御を担っている。

Hox遺伝子とは

Hox遺伝子は、ホメオティック遺伝子のサブセットです。

Hox遺伝子は、左右対称の動物にしか存在しない。

したがって、胚の器官を頭尾軸に沿って発達させることを規定している。

また、体内の正しい位置に正しい構造を形成することを保証している。

ヒトには200以上のホメオティック遺伝子があり、そのうち39がHox遺伝子です。

さらに、Hox遺伝子は生物種を超えて保存されていることが多い。

そのため、ヒトのHox遺伝子は、ショウジョウバエのHox遺伝子と相同なものがあります。

一方、Hox遺伝子のタンパク質産物は転写因子です。


Hox遺伝子はホメオティック遺伝子の一種であるため、ホメオボックスと呼ばれるDNA配列が含まれています

しかし、多くの動物では、Hox遺伝子の活性化は、ギャップ遺伝子やペアルール遺伝子によって制御されている。

さらに、Hox遺伝子が産生する転写因子は、対応する体の部位の発生を担う遺伝子と結合し、その遺伝子発現を制御している。

そのため、その遺伝子発現を制御している。

ホメオボックス・ホメオティックとHox遺伝子の類似性

  • ホメオボックス遺伝子、ホメオティック遺伝子、Hox遺伝子は、真核生物のゲノムに存在する3種類のDNA配列です。
  • ホメオボックス・ホメオティック・Hox遺伝子は、真核生物のゲノムに存在する3種類のDNA配列で、身体の様々な構造の発生を制御する役割を担っている。
  • また、これらの遺伝子は転写因子をコードしており、遺伝子の発現を調節することで形態形成を制御することができる。

ホメオボックス・ホメオティックとHox遺伝子の違い

定義

ホメオボックスとは、いくつかの遺伝子に含まれ、遺伝子発現を制御するわずかに保存されたDNA配列を指し、ホメオティック遺伝子とは、真核生物の解剖学的構造の発生を制御する遺伝子を指し、Hox遺伝子とは、胚の身体計画の領域を頭尾軸に沿って特定する、ホメオボックス遺伝子のサブセットを指します。

したがって、これがホメオボックス・ホメオティックとHox遺伝子の主な違いです。

意義

さらに、ホメオボックスとはホメオティック遺伝子内に見られる特定のDNA配列であり、ホメオティック遺伝子は動物、植物、菌類、一部の単細胞真核生物における解剖学的発生パターンの制御を担う遺伝子であり、hox遺伝子は両生類にのみ存在するホメオティック遺伝子のサブセットであるとされています。

発生状況

ホメオボックス・ホメオティックとHox遺伝子のもう一つの違いは、その発生状況です。

ホメオボックスも動物、植物、菌類を含むすべての真核生物に存在し、ホメオティック遺伝子も動物、植物、菌類を含むすべての真核生物に存在するが、Hox遺伝子は両側の動物にのみ存在する。

構造的有意性

ホメオボックスとは、約180塩基対の長さのDNA配列で、ヒトには200以上のホメオティック遺伝子があり、一方、ヒトには約39のHox遺伝子があります。

機能的意義

さらに、homeoboxはDNAと結合するホメオドメインを生成し、homeotic遺伝子とhox遺伝子は転写因子として、体の部位の発生を制御している。

結論

ホメオボックスとは、ホメオティック遺伝子に存在するDNA配列です。

しかも、長さは約180塩基対です。

60アミノ酸程度の大きさのホメオドメインを生成する。

そして、このドメインはDNAに結合する。

一方、ホメオティック遺伝子は、真核生物において形態形成を制御する遺伝子です。

また、遺伝子発現を制御することができる転写因子をコードしている。

一方、hox遺伝子はホメオティック遺伝子のうち、動物にのみ存在するサブセットです。

従って、ホメオボックス・ホメオティック遺伝子とhox遺伝子の主な違いは、その構造と発生状況です。

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