Гомеобокс

Конкретные механизмы установления гомеозисными генами границ своей экспрессии пока не выяснены. Однако один из них, по всей видимости, найден: все шесть гомеозисных генов имеют общую последовательность длиной 180 пар нуклеотидов, которой соответствует определенный участок полипептидной цепи. Эта область ДНК была названа гомеобоксом, а ее белковый продукт – гомеодоменом (McGinnis et al., 1984; Scott, Weiner, 1984). Гомеодомены разных гомеозисных генов гомологичны на 80-90% (рис. 18.35).

Некоторые из генов сегментации и генов с материнским эффектом fushi tarazu, engrailed, caudal, zen и bicoid также имеют гомеобокс, хотя и с меньшей (около 50%) степенью гомологии. (Гомеобокс гена fushi tarazu более сходен с гомеобоксом гомеозисных генов, чем любой другой ген сегментации.) Имеет ли гомеобокс какое-либо регуляторное значение? Существуют данные в пользу утвердительного ответа на данный вопрос. Во-первых, гомеобокс сходен с некоторыми специфическими ядерными последовательностями: (гл. 14), белковые продукты которых возвращаются в ядро. Во-вторых, эти белковые продукты способны присоединяться к ДНК (O'Farrell et al., 1985). Гомеодомен гена engrailed имеет специфическое сродство к своей собственной 5'-фланкирующей последовательности и таковой же гена ftz (Desplan et al., 1985). Продукт гена evenskipped также способен присоединяться к гену engrailed. В-третьих, эмбриональные клетки в раннем развитии характеризует специфический набор активных и неактивных гомеозисных генов (Levine et

Рис. 18.35. Гомеодомены пяти белков, кодируемых генами с гомеобоксами Аntр, ftz и Ubx - yдрозофилы; Hox-1 – у мыши и MM3 – у шпорцевой лягушки. Светлые рамки соответствуют гомологичным последовательностям (гомеодомен гена Antp принят за стандарт). Полагают, что вариабельные последовательности (заключены в жирную рамку) соответствуют ДНК-связывающим сайтам, (из Gehring, 1983.)