Hox genes links



Dovnload 1.23 Mb.
Pagina11/13
Datum20.05.2018
Grootte1.23 Mb.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13
15 / 16

Morphology of python axial and appendicular skeleton.

Anterior is to the left. a, b, e, Alcian blue and Alizarin red stained skeletal preparation of python embryo at 24 days of incubation. Arrows mark position of hindlimb rudiments, which have been removed to improve visibility of vertebrae. a, Lateral view of complete skeleton. Note homogeneity of vertebrae anterior to arrow. b, High-power ventral view of anterior axial skeleton and base of skull. Atlas lacks ribs (arrowhead) and hypopophyses (bracketed), which extend ventrally from 64 vertebral bodies posterior to atlas. c, Ventral view of python embryo at 14 days of incubation stained with Alcian green to reveal skeletal pattern. The pelvis is visible within the body wall and short femora protrude from the body wall. d, Skeletal preparation of hindlimb and associated pelvis dissected from embryo shown in c. Femur and all three elements of pelvic girdle are present (pubis, ilium and ischium). e, Skeletal preparation showing cloacal region of python embryo at 24days of incubation. Arrow indicates position of the hindlimb (removed) relative to axial skeleton. Hindlimb position corresponds to a transitional vertebra with intermediate morphology (arrow), separating vertebrae with large, movable ribs (left) from vertebrae with lymphapophyses in cloacal region (right, with asterisks). f, Scanning electron micrograph of left limb bud and trunk of python embryo at 4days of incubation. Hindlimb bud (hlb; red) lies dorsal to the paired genital tubercles (gt; blue) which develop on the left and right margins of the cloaca. g,Scanning electron micrograph of python embryo at 24 days of incubation showing left hindlimb (red); interface between morphologically distinct dorsal scales (d) and ventral belly scales (v), marked by dashed line.



http://www.nature.com/nature/journal/v399/n6735/fig_tab/399474a0_F1.html

http://www.nature.com/nature/journal/v399/n6735/fig_tab/399474a0_ft.html

Het skelet van een python heeft meer dan driehonderd wervels, vrijwel allemaal met een rib. Hij heeft maar één nekwervel, de atlas. Op dit punt vinden wij bij de slang de expressiegrens van hox-genen die in zoogdieren de overgang van nek naar borst aangeeft. Bij gebrek aan een normale nek-borstovergang heeft de slang geen voorpoten.

Bovendien heeft een slang, bij gebrek aan een normale nek-borstovergang, inderdaad geen voorpoten! Dat mag misschien een wat goedkope manier lijken om verbanden te leggen, maar de situatie bij de achterpoten maakt het verhaal nog plausibeler. Pythons zijn primitieve slangen die aan hun achterkant niet alleen borstwervels met ribben hebben maar ook een overgang naar een ander soort wervels. Bij deze overgang blijken pythons rudimentaire pootjes te hebben (die waarschijnlijk zelfs nog een functie hebben bij het liefdesleven van deze dieren als het mannetje het vrouwtje bestijgt). De ‘Colubroidea’, waartoe onder andere de ringslang behoort, hebben daarentegen tot aan het puntje van hun staart vrijwel alleen maar borstwervels, en hier ontbreekt ieder spoor van achterpootjes.



Poten en vinnen

Insecten en wormen hebben 챕챕hox-cluster, terwijl vissen, vogels, en zoogdieren er vier of meer hebben, door duplicaties van delen van hun genoom. Hierdoor ontstaat een zekere flexibiliteit: als er twee genen met dezelfde functie zijn, kan er één langzamerhand een andere functie krijgen terwijl het andere de ‘oude’ functie blijft verzorgen. Dat is een bekend thema in de moleculaire evolutie.

Het precieze gevolg van meer clusters is moeilijk te bepalen, maar het ligt voor de hand dat de hox-code met meer clusters complexer en subtieler kan zijn. Bovendien kunnen de verschillende clusters ieder een eigen rol gaan spelen. Hox-genen zijn bijvoorbeeld nieuwe functies gaan spelen tijdens evolutie van zee- naar landvertebraten.

De pootknoppen van een vis en een muis zijn nauwelijks te onderscheiden in een zeer vroeg embryo; de hox-patronen evenmin. Toch krijgt de vis vinnen en de muis poten. Een poot verschilt vooral van een vin doordat hij een hand of een voet heeft. Dit verschil komt overeen met een extra hox-patroon aan het uiteinde van de muizenpoot, dat ontstaat in het embryo als er anatomisch nog weinig te zien is.

Onderzoekers denken dat de ontwikkeling van handen en voeten een gevolg is van het ontstaan van dit nieuwe expressiegebied. Zowel bij muizen als bij mensen leiden mutaties in bepaalde hox-genen tot ernstige pootafwijkingen. De ontwikkeling van handen en voeten zou het resultaat zijn van het ‘annexeren’ door een hox-cluster van een regelelement buiten de cluster en nit door het uitvinden van nieuwe genen. Genen die hun waarde al hadden bewezen en die bovendien gewoon doorgaan hun oude functie te vervullen in de rest van het lichaam, krijgen een nieuw expressiepatroon. Het lijkt of we hier een glimp opvangen van hoe de evolutie (soms) werkt.

 

Regulatie vàn en dóór hox-genen



Hox-genen coderen voor transcriptiefactoren (een soort eiwitten). Een deel van deze eiwitten, het ‘homeodomein’, zorgt voor binding aan specifieke basenvolgorden in het DNA. Die binding regelt dat nabij gelegen genen aan (of misschien juist uit) staan. Die DNA-sequentie fungeert dus als een schakelaar en de transcriptiefactor is in staat om de schakelaar om te zetten. Het product van een hox-gen kan dus gevolgen hebben voor de activiteit van een groot aantal ‘doelwitgenen’ in dezelfde cel.

Dit roept de vraag op hoe de hox-genen zèlf worden gereguleerd. Dat de genen ‘geclusterd’ zijn maakt het waarschijnlijk gemakkelijker om de expressie te coördineren. Er is redelijk veel bekend over deze ‘regulatie van de regelgenen’. Moeizaam werk in vele laboratoria heeft veel verschillende regelelementen gedentificeerd. Voor dit artikel is van belang dat sommige van die elementen binnen de cluster liggen en andere op (grote) afstand van de cluster. Het is voorstelbaar dat in de evolutie een regelelement toevallig in de buurt van een gen komt en zo een nieuw aspect aan het expressiedomein van een bestaand gen toevoegt, zodat het een nieuwe functie krijgt.

Van muis en mens








Bij mensen met ledemaatafwijkingen zijn natuurlijke mutaties in hox-genen ontdekt. Een mutatie van hoxd13 veroorzaakt erfelijke aandoeningen aan handen en voeten, bestaande uit gedeeltelijke fusies tussen of vreemde vertakkingen van vingers en tenen. De muizen hebben ditzelfde gen. Bij een mutatie in een muis werden net zulke afwijkingen gevonden.







De vreemde fusies tussen vingers en tenen. Die congenitaal aangelegd zijn. Worden ook wel syndactelie of polydactelie genoemd. Als twee vingers aan elkaar vast zitten wordt er gesproken over een syndactelie. Dit kan in allerlei gradaties voorkomen. Alleen de toppen noemt men acrosyndactelie. Als alle vingers vergroeid zijn dan spreekt men van een lepelhand, dit ziet men bij het syndroom van Apert ( de acrocefalosyndactelie). Ook kent men het syndroom van Poland ( symbrachidactylie), dit zijn te korte vingers. Binnen dit syndroom ontbreekt de pectoralis major (grote borstspier). Bij meisjes mist veelal aan één kant een borst. Onvoldoende differentiatie van spieren, ligamenten en kapsels is tevens bekend bij Poland.

Het handskelet kan verder in aanleg verdubbelen. Een dubbele duim (blanken) of een dubbele pink (vaak negroiden).



Polydactylie

---> Polydactylie is het gevolg van een vrij frequent voorkomende groep van

"spontane "mutatie in het genetische materiaal van de gameten
( voor verdere details zie )http://humgen.med.uu.nl/meetings/ugs/Abstracts/Heutink11102001.html

--->Polydactylie word ook als zodanig autosomaal (= niet geslachtsgebonden , zoals bijvoorbeeld wel hemophilie ) doorgegeven aan het nageslacht 


---->Polydactylie is nogal gemeengoed in negroide volkeren ( 1 op 1000 ) 
Polydactylie is niet alleen bij mensen maar ook bij andere zoogdieren als genetische mutant aanwezig ….

Bij mensen bestaan er verschillende soorten van polydactylie …….(= Meer vingers (of tenen) dan normaal. )


waarbij vooral de preaxiale vormen(= preaxiaal wanneer de extra vinger aan de kant van de duim of radius zit of de extra teen aan de kant van de grote teen. ) meestal wel symptonen zijn van begeleidende en wel degelijk schadelijke(verschillende ) syndromen …

De postaxiale vormen schijnen neutraal … (Bij postaxiale polydactylie is er een extra vinger aan de kant van de pink of ulna of een extra teen aan de kant van de kleine teen. : Bij de mildste vorm van postaxiale polydactylie is er een huidaanhangsel aan de pink of kleine teen (postminimus type).) 


(voor verdere info zie ook -)

http://www.erfocentrum.nl/arts/zena/polyd_arts.php

8 / 16



Deel met je vrienden:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©tand.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina