Sự khác biệt chính giữa gen homeobox và gen hox là gen homeobox chủ yếu tham gia vào việc điều chỉnh toàn bộ quá trình hình thành, trong khi gen hox là một tập hợp con của gen homeobox chỉ điều chỉnh sự hình thành trục và phần phụ ở sinh vật.
Điều hoà sự phát triển cấu trúc là một quá trình quan trọng trong quá trình phát triển của phôi thai. Các gen homeobox và gen hox đóng một vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình bằng cách hoạt động như các yếu tố phiên mã giúp tăng cường sự biểu hiện gen của các gen tương ứng. Các gen này được bảo tồn rất cao và các đột biến đối với các gen này có thể gây ra nhiều tác động bất lợi.
Gen Homeobox là gì?
Có rất nhiều thay đổi giải phẫu diễn ra ở các sinh vật trong vòng đời của chúng. Hiện tượng này được gọi là sự phát sinh hình thái. Các gen chịu trách nhiệm điều chỉnh những thay đổi giải phẫu này được gọi là gen homeobox. Chúng bao gồm một chuỗi DNA dài khoảng 180 cặp bazơ. Chúng được tìm thấy sơ bộ ở động vật, thực vật, nấm và các sinh vật nhân chuẩn khác.
Sự biểu hiện của các gen homeobox làm phát sinh các protein homeodomain. Các protein homeodomain này chủ yếu là yếu tố phiên mã. Chúng hỗ trợ quá trình gấp của DNA và các protein phụ trong quá trình biểu hiện di truyền, do đó điều chỉnh toàn bộ quá trình biểu hiện. Vì vậy, các gen homeobox đóng một vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa. Tuy nhiên, một đột biến trong các gen homeobox có thể gây ra thiệt hại lớn cho các quá trình điều tiết.
Hình 01: Homeodomain
Vùng homeobox lần đầu tiên được xác định ở Drosophila và là vùng được bảo tồn cao trong bộ gen của động vật có xương sống. Homeodomain đặc trưng tạo ra một protein với 60 axit amin tạo thành cấu trúc bậc hai chuỗi xoắn alpha. Hoạt động của các protein điều hòa này được mã hóa bởi các gen homeobox thể hiện rõ nhất trong giai đoạn đầu phôi thai, nơi diễn ra quá trình hình thành các trục cơ thể. Nó cũng gây ra sự biệt hóa tế bào ở sinh vật nhân chuẩn. Có hai loại gen homeobox. Chúng là - gen POU và gen HOX.
Gen Hox là gì?
Các gen Hox tạo thành một tập hợp con của các gen homeobox. Chúng đặc biệt liên quan đến việc điều chỉnh kế hoạch phát triển cơ thể trong giai đoạn phôi thai của vòng đời. Các protein được mã hóa bởi các gen hox quy định vị trí và cấu trúc chính xác của kế hoạch cơ thể. Điều này bao gồm vị trí của chân, các phần phụ như râu và cánh ở hầu hết các loài động vật nhân chuẩn.
Động vật có xương sống có các gen hox đặc biệt quy định vị trí của các đốt sống riêng lẻ trong cột đốt sống. Các gen Hox cũng quy định sự phân đoạn của cơ thể của sinh vật bậc cao.
Hình 02: Gen Hox
Trùng với gen homeobox, gen hox cũng mã hóa cho các yếu tố phiên mã. Chúng cũng là những khu vực được bảo tồn. Hiện tại, khoảng 39 gen Hox đã được xác định. Các gen Hox cũng mã hóa các protein tạo thành các vòng xoắn alpha thứ cấp, cho phép chúng quấn vào nhau trong quá trình phiên mã các gen để điều chỉnh quá trình.
Vì gen hox đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển ban đầu của cơ thể động vật, các đột biến trong các gen này có thể dẫn đến các tác động chết người hoặc các bất thường về phát triển cấu trúc cơ thể. Do đó, những gen này đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì tư thế và cấu trúc của cơ thể.
Điểm giống nhau giữa Homeobox và gen Hox là gì?
- Homeobox và gen hox có ở sinh vật nhân chuẩn.
- Cả hai đều quan trọng trong quá trình phát triển phôi thai sớm.
- Chúng là những vùng được bảo tồn cao trong bộ gen.
- Cả hai đều làm phát sinh các yếu tố phiên mã khác nhau điều chỉnh quá trình phiên mã.
- Hơn nữa, chúng làm phát sinh các protein bao gồm các cấu trúc alpha thứ cấp.
- Đột biến xảy ra ở cả hai gen có thể dẫn đến biểu hiện bất thường của cấu trúc cơ thể.
- Cả hai gen đều chủ yếu tham gia vào quá trình hình thành các sinh vật bậc cao.
Sự khác biệt giữa Homeobox và Hox Genes là gì?
Sự khác biệt chính giữa homeobox và gen hox là phạm vi chức năng của nó. Trong khi gen homeobox quy định toàn bộ quá trình hình thành giải phẫu, gen hox chỉ điều chỉnh sự phát triển trục và sự phát triển của các phần phụ cấu trúc trong quá trình phát sinh hình thái. Số lượng gen homeobox và gen hox cũng khác nhau. Có khoảng 200 gen homeobox trong khi có khoảng 39 gen hox.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa gen homeobox và gen hox.
Tóm tắt - Homeobox vs Hox Genes
Gen Homeobox và gen hox là những gen được bảo tồn cao. Chúng là những gen chính liên quan đến việc điều chỉnh sự phát triển giải phẫu của các sinh vật bậc cao, bao gồm cả động vật có xương sống. Trong khi các gen homeobox là một nhóm lớn các gen, các gen hox là một tập hợp con của các gen homeobox. Do đó, các gen hox quy định cụ thể sự phát triển của các trục và phần phụ, trong khi các gen homeobox thường quy định toàn bộ sự hình thành cấu trúc. Cả hai gen đều mã hóa các yếu tố phiên mã giúp tăng cường và điều hòa quá trình này. Đột biến ở cả hai gen có thể có nhiều kết quả bất lợi. Vì vậy, đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa gen homeobox và gen hox.
