Karnınızda Göz veya Kafanızda Dil Çıkmamasını Sağlayan Birim: Homoetik Genler
en basit tanımı ile homeotik genler; karnınızda göz veya kafanızda dil çıkmamasını sağlayan, canlı bedeninin fonksiyonel şeklini almasına vesile olan genlerdir. dna'da 180 baz çiftinden oluşan ve homeobox adı verilen bir bölümde yer alırlar. literatürde kısaca "hox genleri" olarak geçerler.
farklı türlere baktığımızda, aradaki tüm farklılıklara rağmen benzer olduğunu söyleyebileceğimiz bir takım özellikler görürüz. mesela bir kedinin veya bir köpeğin gözlerinin, ağızlarının konumlandığı yer ile bizim gözlerimizin ve ağzımızın konumlandığı yer birbirine benzerdir. bunun sebebi varyasyonlara rağmen homeotik genlerin türler arasında sekanslarının ve işlevlerinin benzerlik gösteriyor olmalarıdır.
hox genlerinin türler arasında gösterdiği benzerlikler araştırmacılara evrimsel sürecin nasıl geliştiği hakkında önemli ipuçları verebilir. örneğin denizanalarının bizim bilateral bir ilkel atamızla aynı atadan gelmiş olmalarına karşılık, ondan farklı olarak bazı homeotik genlerini yitirdikleri öne sürülebilir çünkü homeotik genler evrimin oldukça erken evrelerinde ortaya çıkmıştır.
hox genlerinin kodladıkları farklı proteinler, dna'da farklı sekanslara bağlanarak gen aktivasyonunu regüle ederler. bu proteinler homeodomainlerdir. bir homeodomain, birden fazla genin ekspresyonu üzerinde etki sahibidir.
buna ek olarak homeotik genlerin diziliş biçimi, ilişkili oldukları vücut bölümleri ile bağlantılıdır. bunu köpekbalığı üzerinde yapılan bir araştırmadan alacağımız bir şema ile göstermek gerekirse:
şekilde görüldüğü gibi genlerin diziliş sıralaması regüle ettikleri anatomik yapılarla koreledir.
bu da çıkan mutasyondan ötürü genlerin keşfedilmelerine aracı olan drosophilialara ait bir şemadır:
bu fenomenin adı genetikte collinearitydir.
gelelim hox genlerindeki çeşitli mutasyonlar sonucu insanlarda ortaya çıkabilen hastalıklara
- hoxa1 geni ve bosley-salih-alorainy sendromu: genellikle suudi arabistan ve türk asıllı bireylerde görülen bir sorundur. nörogörüntülemelerde tipik olarak tanımlanamayan nervus abducens ve anormal iç kulak anatomisi rapor edilmiştir. iç karotis arter malformasyonları tek taraflı hipoplaziden bilateral ageneze kadar değişiklik gösterebilir.
- hoxa13 geni ve hfgs: hfgs, "hand-foot-genital syndrome"un kısaltmasıdır. otozomal dominant bir durumdur. distal falanksın ve/veya ilk metakarpal veya metatarsın kısalmasının neden olduğu bilateral başparmak ve halluks hipoplazisidir. uzuv malformasyonları ve ürogenital malformasyonlar mevcuttur.
- hoxb13 geni ve kanser türleri: hoxb13'teki missense germline mutasyonlar erken prostat kanseri, meme kanseri ve kolorektal kanser ile ilişkilidir.
- hoxd13 geni ve parmak anomalileri: hoxd13 polialanin ekspansiyonunda parmak anomalileri görülür.
bu örnekler çoğaltılabilir. hastalıklarla ilgili makale için link.
velhasıl, homeotik genler diferansiyasyon süreci ve embriyonik gelişim için hayati önem taşıdığı gibi, biyoinformatikteki filogenetik analizler için de doğanın insana bahşettiği hoş bir nimettir.