HomeotischeHomeotische mutatiemutatie
Wat?Wat?mutatie waardoor één mutatie waardoor één lichaamsdeel vervangen lichaamsdeel vervangen wordt door een structuur die wordt door een structuur die normaal elders in het normaal elders in het lichaam voorkomtlichaam voorkomt
HomeotischeHomeotische mutatie mutatie -- DrosophilaDrosophila
AntennapediaAntennapedia
BithoraxBithorax
HomeotischeHomeotische genengenen
homeoboxhomeobox = = geconserveerde DNA sequensgeconserveerde DNA sequens
homeodomainhomeodomain: : geconserveerde AZ sequensgeconserveerde AZ sequens
Eiwit van een Eiwit van een homeotischhomeotisch gengen
homeodomain herkent specifieke DNA-sequens in target-gen en bindt erop
reguleert zo de genexpressie
homeodomainhomeodomain herkent specifieke DNAherkent specifieke DNA--sequens in targetsequens in target--gen en bindt eropgen en bindt erop
reguleert zo de genexpressiereguleert zo de genexpressie
HomeotischeHomeotische genengenen
? ook in vertebraten ?? ook in vertebraten ?
HomeotischeHomeotische genengenen
poging tot isolatie van poging tot isolatie van homeoboxhomeobox--bevattend gen uit bevattend gen uit XenopusXenopus--DNA met DNA met probe probe voor voor Drosophila Drosophila homeobox homeobox
HomeoboxHomeobox-- genen in vertebraten genen in vertebraten
waar tot expressie?waar tot expressie?via via in in situsitu hybridisatie hybridisatie lichaam verdeeld in veldenlichaam verdeeld in velden
HomeoboxHomeobox --genengenen
HomeoboxHomeobox-- genen bij vertebratengenen bij vertebraten
transcriptiefactorentranscriptiefactoren35 35 -- 40 hox40 hox-- genengenengeclusterd in 4 complexen (Ageclusterd in 4 complexen (A--D)D)colineariteitcolineariteit
Vertebraten : hox Vertebraten : hox -- clustersclusters
ColineariteitColineariteit
3’ genen vroeger / meer vooraan 3’ genen vroeger / meer vooraan 5’ genen later / meer achteraan 5’ genen later / meer achteraan
CoCo--lineariteitlineariteit
ColineariteitColineariteit
expressiedomeinenexpressiedomeinenvanvan
HoxHox-- 44
Homeobox Homeobox -- genengenen
Controle XenopusControle Xenopus--larvelarve::
expressie van XlHbox 1 expressie van XlHbox 1 proteine in voorste deel proteine in voorste deel van ruggenmerg
XenopusXenopus--ei geïnjecteerd met ei geïnjecteerd met antilichaam tegen XlHbox 1 proteineantilichaam tegen XlHbox 1 proteine: :
voorste deel van ruggenmerg voorste deel van ruggenmerg getransformeerd in achterhersenengetransformeerd in achterhersenenvan ruggenmerg
HomeoboxHomeobox-- genen bij vertebratengenen bij vertebraten
activatie door activatie door retineenzuurretineenzuurgroeifactoren (FGF, TGFgroeifactoren (FGF, TGFββ, ...), ...)
resultaat (?) : resultaat (?) : identiteit en lot van cellen bepaaldidentiteit en lot van cellen bepaald
HomeoboxHomeobox-- genen bij vertebratengenen bij vertebraten
1° begrijpen van ontwikkeling1° begrijpen van ontwikkeling
2° opsporen van homologieën2° opsporen van homologieëninzichten in evolutie van bouwplaninzichten in evolutie van bouwplan
HomeoboxHomeobox-- genen bij vertebratengenen bij vertebraten
1° begrijpen van ontwikkeling1° begrijpen van ontwikkeling
2° opsporen van homologieën2° opsporen van homologieëninzichten in evolutie van bouwplaninzichten in evolutie van bouwplan
HomeoboxHomeobox-- genen en homologieëngenen en homologieën
Arthropoda Arthropoda -- VertebrataVertebratawervelkolomwervelkolomkritische bedenkingenkritische bedenkingen
HomeoboxHomeobox-- genen en homologieëngenen en homologieën
Arthropoda Arthropoda -- VertebrataVertebratawervelkolomwervelkolomkritische bedenkingenkritische bedenkingen
ArthropodaArthropoda-- VertebrataVertebrata
vergelijkbare vorming vergelijkbare vorming neurale lichaamszijde neurale lichaamszijde Polychaeta Polychaeta -- VertebrataVertebrata
HomeoboxHomeobox-- genen en homologieëngenen en homologieën
Arthropoda Arthropoda -- VertebrataVertebratawervelkolomwervelkolomkritische bedenkingenkritische bedenkingen
Evolutie in de wervelkolomEvolutie in de wervelkolom
HoxHox--code constant voor een segmentcode constant voor een segmentwervelmorfologie verandert omdat antwoord van de wervelmorfologie verandert omdat antwoord van de targettarget--genen verandertgenen verandert
HoxHox--code schuiftcode schuiftwervelmorfologie verandert mee met de Hoxwervelmorfologie verandert mee met de Hox--codecode
Evolutie in de wervelkolom: hoe?Evolutie in de wervelkolom: hoe?
HoxHox--code schuiftcode schuift
wervelmorfolowervelmorfologie verandert mee gie verandert mee met de Hoxmet de Hox--codecode
HoxHox--code constantcode constant
antwoord van de antwoord van de targettarget--genen genen verandertverandert
Axiale formule kip Axiale formule kip -- muismuis
kip
muis
wervels
somieten
wervels
Axiale formules kip Axiale formules kip -- muismuis
kip
muis
wervelssomietenwervels
kip muis
Paraloog 9 : Paraloog 9 : in situin situ hybridisatiehybridisatie
kipkip
muismuis
Vergelijking axiale formulesVergelijking axiale formules
muis kip gans Xenopus zebravismuis kip gans Xenopus zebravis
cervicocervico--thoracale thoracale overgangovergang
HoxcHoxc--66 expressieexpressie
HomeoboxHomeobox-- genen en homologieëngenen en homologieën
Arthropoda Arthropoda -- VertebrataVertebratawervelkolomwervelkolomkritische bedenkingenkritische bedenkingen
Kritische bedenkingenKritische bedenkingen
homeoboxhomeobox--genen en genen en nietniet--homologe structurenhomologe structuren
HoxHox--genen en nietgenen en niet--homologe structurenhomologe structuren
1° duplicatie 1° duplicatie redundante informatieredundante informatie2° niet2° niet--homologe structurenhomologe structuren3° pleiotropie3° pleiotropie functieverliesfunctieverlies44°° verschillend ontwikkelingsprogrammaverschillend ontwikkelingsprogramma
Vertebraten : hox Vertebraten : hox -- clustersclusters
OogstructuurOogstructuur
InsectaInsecta VertebrataVertebrata
HoxHox--genen en nietgenen en niet--homologe structurenhomologe structuren
1° duplicatie 1° duplicatie redundante informatieredundante informatie2° niet2° niet--homologe structurenhomologe structuren3° pleiotropie3° pleiotropie functieverliesfunctieverlies44°° verschillend ontwikkelingsprogrammaverschillend ontwikkelingsprogramma
genetische identiteit genetische identiteit ≠≠
morfologische identiteitmorfologische identiteit
HomeoboxHomeobox-- genen bij vertebratengenen bij vertebraten
1° begrijpen van ontwikkeling1° begrijpen van ontwikkeling
2° opsporen van homologieën2° opsporen van homologieëninzichten in evolutie van bouwplaninzichten in evolutie van bouwplan
Evolutie v.h. vertebratenEvolutie v.h. vertebraten--bouwplanbouwplan
kaakkaak-- en tongbeenboogen tongbeenboogoccipitale beenderenoccipitale beenderen
kaakkaak-- en tongbeenboogen tongbeenboog
Rijli Rijli et al.et al. (1993)(1993)
KaakKaak-- en tongbeenboogen tongbeenboog
occipitale beenderenoccipitale beenderen
Lufkin Lufkin et al.et al. (1992)(1992)
a, c, g, i: normale muizena, c, g, i: normale muizen
b, d, e, f, h, j: transgene b, d, e, f, h, j: transgene muizenmuizen
afwezigheid van afwezigheid van
supraoccipitale (S)supraoccipitale (S)
exoccipitale (E)exoccipitale (E)
E+: ectopische neuraalE+: ectopische neuraal--bogenbogen
OccipitalisatieOccipitalisatie
CyclostomataCyclostomata::archicraniumarchicranium
SelachiiSelachii, , AmphibiaAmphibia::paleocraniumpaleocranium
ReptiliaReptilia, , AvesAves,,MammaliaMammalia::neocraniumneocranium