Genes Hox para niños
Los genes Hox son un grupo especial de genes que actúan como "directores de orquesta" en el desarrollo de los seres vivos. Son muy importantes porque controlan cómo se forman las diferentes partes del cuerpo de muchos animales, desde la cabeza hasta la cola. Imagina que le dicen a cada célula dónde debe ir y qué debe convertirse, asegurando que un brazo crezca en el lugar correcto y no en la espalda, por ejemplo. Estos genes son clave en las primeras etapas del desarrollo de un embrión.
Contenido
¿Qué son los genes Hox y cómo funcionan?
Los genes Hox son un tipo de gen que contiene una secuencia especial de ADN llamada homeobox. Esta secuencia es como una "receta" para crear una parte específica de una proteína llamada homeodominio. Las proteínas con homeodominio son factores de transcripción, lo que significa que pueden unirse al ADN y activar o desactivar otros genes.
El homeodominio: La clave de su función
Todas las proteínas Hox tienen un homeodominio, que es una parte de la proteína que se une al ADN. Esta unión es crucial porque les permite controlar la actividad de muchos otros genes. Piensa en el homeodominio como una llave que encaja en cerraduras específicas del ADN para encender o apagar instrucciones.
¿Cómo se organizan los genes Hox?
Una característica sorprendente de los genes Hox es su organización en el cromosoma. Están ordenados de una manera muy particular: el orden en que aparecen en el cromosoma es casi el mismo orden en que se activan a lo largo del cuerpo del animal, desde la cabeza hasta la cola. Por ejemplo, los genes al principio del grupo controlan las partes delanteras del cuerpo, y los genes al final controlan las partes traseras. Esto se llama "colinealidad".
¿Qué pasa si los genes Hox no funcionan bien?
Si un gen Hox no funciona correctamente, puede causar cambios importantes en el cuerpo. A veces, una parte del cuerpo puede transformarse en otra, como si una antena se convirtiera en una pata. A estas transformaciones se les llama mutaciones homeóticas. Esto demuestra lo poderosos que son estos genes en la definición de la identidad de cada segmento corporal.
¿Cómo se descubrieron los genes Hox?
El concepto de "homeosis" fue mencionado por primera vez en 1894 por William Bateson, quien notó que a veces una parte del cuerpo de un animal podía parecerse a otra. Más tarde, Calvin Bridges estudió estas variaciones en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster.
La mosca de la fruta y las mutaciones sorprendentes
En 1923, Bridges descubrió moscas con segmentos corporales duplicados, como tener dos pares de alas en lugar de uno. A este fenómeno lo llamó "bithorax". Cincuenta y cinco años después, Edward B. Lewis identificó el gen responsable de esta característica. Poco después, se encontraron otras mutaciones, como la mosca "antennapedia", que desarrollaba patas en lugar de antenas (Figura 4). Estos descubrimientos fueron clave para entender el papel de los genes Hox en el desarrollo.
Tipos de genes Hox
Aunque todos los genes Hox son importantes, se pueden clasificar en dos grupos principales según su ubicación en el genoma:
Genes Hox "agrupados" (sensu stricto)
Estos son los genes Hox que se encuentran juntos en grupos o "clusters" en los cromosomas. Son los más conocidos por su papel en la organización del cuerpo.
Genes Hox "no agrupados" (sensu lato)
Son otros genes que también tienen un homeodominio, pero no están organizados en los mismos grupos que los genes Hox "agrupados". A pesar de no estar en los clusters, también tienen funciones importantes en el desarrollo.
Origen y evolución de los genes Hox
Los genes homeobox, de los cuales los genes Hox son un subconjunto, son muy antiguos. Se han encontrado en el ADN de casi todos los animales, así como en plantas y hongos. Esto sugiere que aparecieron hace muchísimos años, antes de que estos grandes grupos de seres vivos se separaran.
Se cree que un gen homeobox ancestral se duplicó y se agrupó hace unos 1000 millones de años, formando un primer "complejo" de genes Hox. Este complejo ha evolucionado y cambiado a lo largo del tiempo, adaptándose a las necesidades de cada especie.
Variedad de genes Hox en diferentes animales
El número de genes Hox y cómo se organizan puede variar entre diferentes especies. Por ejemplo:
- Las moscas Drosophila tienen 8 genes Hox.
- Otros artrópodos como los quelicerados (arañas, escorpiones) y miriápodos (ciempiés, milpiés) tienen 10 genes Hox.
- En vertebrados, como los mamíferos (incluidos los humanos y ratones), aves y reptiles, generalmente hay 39 genes Hox distribuidos en 4 grupos.
- Algunos peces pulmonados pueden tener hasta 42 genes Hox.
Esta variación en el número y la organización de los genes Hox ha sido fundamental para la diversidad de formas corporales que vemos en el reino animal.
| Tipo de animal | Especie | Número de genes Hox |
| Placentarios | Mus musculus (ratón) | 39 genes |
| Marsupiales | Monodelphis domestica (comadreja) | 39 genes? |
| Monotremas | Ornithorhynchus anatinus (ornitorrinco) | 39 genes? |
| Aves | Gallus gallus (gallina) | 39 genes |
| Cocodrilos | Crocodylus siamensis | 39 genes |
| Tortugas | Pelodiscus sinensis | 39 genes |
| Serpientes | Naja atra (cobra) | 39 genes |
| Lagartijas | Anolis carolinensis | 40 genes |
| Ranas | Xenopus tropicalis | 38 genes |
| Salamandras | Batrachuperus tibetanus | 39 genes |
| Cecílidos | Ichthyophis bannanicus | 39 genes |
| Peces pulmonados | Protopterus annectens | 42 genes |
| Celacantos | Latimeria menadoensis | 42 genes |
¿Cómo han evolucionado los genes Hox?
La evolución de los genes Hox es un tema fascinante. Se cree que cuatro mecanismos principales han influido en cómo han cambiado y se han diversificado a lo largo del tiempo:
- Cambios en la expresión: Los genes Hox pueden activarse o desactivarse en diferentes momentos o lugares, lo que cambia cómo se desarrolla una parte del cuerpo.
- Cambios en los genes que controlan: Los genes Hox controlan a otros genes. Si los genes controlados cambian, el resultado final del desarrollo también lo hará.
- Cambios en las proteínas Hox: Las proteínas Hox pueden cambiar ligeramente, lo que altera su función y cómo interactúan con el ADN.
- Cambios en la regulación después de la transcripción: Esto se refiere a cómo se procesa la información genética después de que se copia del ADN, lo que también puede afectar la función de las proteínas Hox.
Estos cambios han permitido la aparición de nuevas características en los animales, como alas, cuernos, extremidades y mandíbulas, mostrando la importancia de los genes Hox en la diversidad de la vida.
Galería de imágenes
-
Figura 6. Complejo Hox de Drosophila melanogaster.
Véase también
En inglés: Hox gene Facts for Kids
- Genes ParaHox
- Homeobox
- Homeodominio
- Embriogénesis en Drosophila
- MADS-box
