Homeotische genen

by | okt 3, 2016 | Biologie, Genetica, Onderwijs

Homeotische genen zijn stuurgenen, die hele ontwikkelingscascaden in de embryonale ontwikkeling op gang brengen. Zij lijken erg op elkaar over een breed systematisch gebied van de vlieg, de muis, de kip tot op de mens. De grote overeenkomst van deze stuurgenen van de embryonale ontwikkeling voedde aanvankelijk de gedachte, hen als sleutelgenen voor de macro-evolutie te zien. Deze verwachting bleef echter onvervuld.

bacteria-108898_1280

Enige tientallen jaren geleden heeft een bioloog aan de universiteit van Denver gedurende een publiek debat het voorbeeld van een “voordelige” mutatie bekend gemaakt. Het betrof het bithorax-gen, dat bij de fruitvlieg vier vleugels veroorzaakt. Daardoor verminderde echter het vliegvermogen. Misschien ontbreekt in de hersenen het stuurprogramma voor vier vleugels. Zulke insecten zouden door de natuurlijke selectie zeer snel weggeselecteerd worden.1 “Controle genen zoals bijvoorbeeld homeotische genen kunnen het doel zijn van mutaties, die de uiterlijke verschijningsvorm aanzienlijk veranderen. Maar men moet zich bewust zijn, dat hoe meer veranderingen men in een complex systeem maakt, des te groter (ook de nadelige) uitwerkingen op periferie zijn. De homeotische veranderingen, die men in de genen van de Drosophila aangebracht heeft, hebben uitsluitend tot wangedrochten geleid”, moest de evolutionist Schwabe toegeven.2

Gezien de gecompliceerde wijze waarop de hoofdschakelgenen de onderliggende genen van de morfogenese in een, qua tijd en ruimte nauwkeurig, model sturen,3 is het moeilijk het ontstaan van deze symfonie als een toevallige ontwikkeling in een lange tijdsperiode te zien. Eén valse noot, bijvoorbeeld een door mutatie verstoorde eiwit-DNA-interactie, kan elk moment het afbreken van het orkest betekenen. De ontwikkeling van zo’n fout kan heel snel fitnessvermindering van het individu, als ook van de hele soort, met zich meebrengen. Iedere positieve homeotische mutatie vereist een veelheid van kleine positieve mutaties in de controle- en doelgenen in de onderliggende hiërarchie.

Voetnoten

  1. Jane B. Reece und Neil A. Campbell, Biology, Benjamin/Cummings, 1999, p. 460.
  2. C. Schwabe, Theoretical limitations of molecular phylogenetics and the evolution of relaxins, Comp. Biochem. Physiol., 107B, 1994, p. 167-177.
  3. Walter J. Gehring, Wie Gene die Entwicklung steuern, Birkhäuser Verlag, 2001.
M
"

Artikelen

Artikelen