Begegnungen mit der Natur 8, Arbeitsheft

Molekulargenetik 14 Homöotische Gene Die Abbildung stellt schematisch die Hox-Cluster von Drosophila und eines Menschen (als Beispiel für einen Säuger) dar. Im Text in den Farbkästchen wird erklärt, worum es hier geht. Schreibe den Text in richtiger Reihenfolge auf die nächste Seite. Der Farbcode in der Abbildung (von Lila nach Rot gelesen) gibt dir die Reihenfolge an, in der die Textkästchen anzu- ordnen sind. Allerdings gibt es von jeder Farbe zwei bis drei Textfelder. Die Schwierigkeit besteht darin, sie so hintereinander zu reihen, dass der Text einen Sinn ergibt. Schulbuch Seiten 30 und 31 O Interessant ist die Tatsache, dass die homöotischen Gene aller Wirbeltiere und vieler Wirbelloser einen gleichen oder sehr ähnlichen Abschnitt aus 180 Nukleotiden auf­ weisen, die so genannte Homöo- box. Sie werden entsprechend ihrer Reihenfolge nacheinander aktiv, wodurch die einzelnen Körper­ regionen kopfabwärts angelegt werden (siehe Abb.). Vergleichbare Regulatorgene kom- men auch in Pflanzen und Pilzen vor, was vermuten lässt, dass die homöotischen Gene sehr früh in der Entwicklung der Lebewesen entstanden sind. Die von ihr codierten Protein­ abschnitte vermitteln die Anbindung des Proteins an den je- weiligen Promotor der Zielgene. Die Hox-Gene bilden in einer bestimmten Abfolge Gruppen (Cluster) auf ein bis mehreren Chromosomen. Da sie sich als nützlich erwiesen haben, sind sie bis heute erhalten geblieben. 1995 erhielt die deutsche Gene­ tikerin und Entwicklungsbiologin Christiane Vollhard-Nüsslein (geb. 1942) den Nobelpreis für Medi- zin und Physiologie für die Ent­ deckung der homöotischen Gene. Sie steuern die Aktivität von Genen, die für die Ausbildung der Körper­ grundstruktur bei Tieren (Kopf, Rumpf und Extremitäten) zustän- dig sind. Wirbeltiere weisen vier Hox-Cluster aus insgesamt 39 Hox-Genen auf. Da ihre Abfolge auf den Chromoso- men weitgehend der bei anderen Tiergruppen (so auch der bei Dro- sophila ) entspricht, nimmt man an, dass die Hox-Gene bzw. -cluster im Zuge der Evolution durch Ver- dopplungsereignisse ausgehend von einem gemeinsamen Vorfahren entstanden sind. Bei der Fruchtfliege ( Drosophila ) beispielsweise findet man auf nur einem Chromosom einen Cluster aus acht Hox-Genen. Innerhalb der homöotischen Gene werden mehrere Familien unterschieden. Sie kommen sowohl bei Pro- als auch bei Eukaryonten vor. Es sind Regulatorgene, deren Produkte die Differenzierung der Zellen während der Embryonal- entwicklung steuern, indem sie die dafür verantwortlichen Gene aktivieren oder hemmen. Eine davon ist die bei Tieren vor- kommende Familie der Hox-Gene (abgeleitet von Homöobox!). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv