原理
同源異形基因是決定果蠅體節形成的發育基因,其同源異形盒子編碼同源異形結構域蛋白,在進化上極為保守,從低等到高等動物的基因組中都有存在。其表達具有嚴格的時、空特異性,可控制蛔胞的分化狀態及表型,推測可能是通過對其他基因的調節而發揮作用。最近表明線蟲及哺軋類蛔胞中的轉錄因子也具有同源異形蛋白,初步證明它們也是轉錄因子,這對解釋同源異形蛋白的功能、探索基因表達的調節機制有重要意義。
同源異形基因(homeotic gene)是最早是在果蠅DNA中發現的一類基因。果蠅胚由許多彼此備異的體節組成,同源異形基因是參與體節分化及體型結構形成的發育基因,與個體發育及物種進化關係密切。它們易發生變異使生物變態,產生突變的後代。最初認為只是體節形成基因,近幾年發現除果蠅胚外,在成蟲以及不同種屬動物的胚及成年動物的特異組織中都有表達,而且即使在果蠅胚中某些同源異形基因的表達也並不與體節形成有關。因此對同源異形基因的概念發生了變革,除控制體蒂發育外還縣有更為廣泛的生物學功能。
區別
同源異形基因一般都很大,含多個投長的內含子,整個基因編碼一個具多個不同功能結構域的同源異形蛋白(homeotic protein)。每種基因無一例外部含有一段I80bp長的特徵性DNA片段——同源異形盒子(homeotio box), 簡稱盒子,編碼一段同源異形結構域蛋白(11o— lnoeodomain protein),共6O個胺基酸殘基,有DNA結合活性。盒子在生物進化中極為保守,從酵母、軟體動物、梅怛、爪蟾,小鼠以至人的基因組中都有發現。不周種屬動物相關的同源異形基因的盒子的同潦性高低不等,但與DNA結台處的胺基酸絕對無變異。有的相關同源異形基因除盒子外,在其兩側尤其是蛋白的羧端也是相似的,甚至在氨端也有一定同源性,提示基因的全序列也是保守的。基因分不同的家族,同一家族的成員根據列的同源程度又分為亞家族。