Elmi

ژن‌های Hox، خانواده‌ای از ژن‌های تنظیم‌کننده هستند که نقش حیاتی در تعیین طرح بدنی (Body Plan) جانوران در طول رشد جنینی ایفا می‌کنند. این ژن‌ها پروتئین‌هایی به نام فاکتورهای رونویسی (Transcription Factors) را کد می‌کنند که به نوبه خود، فعالیت سایر ژن‌ها را تنظیم می‌کنند و در نتیجه، هویت و تمایز بخش‌های مختلف بدن در طول محور قدامی-خلفی (از سر تا دم) را کنترل می‌کنند. مطالعه ژن‌های Hox بینش‌های عمیقی در مورد چگونگی تکامل تنوع شگفت‌انگیز ساختارهای بدنی در قلمرو جانوران فراهم آورده است.

یکی از ویژگی‌های بارز ژن‌های Hox، هم‌خطی (Collinearity) آن‌ها است؛ یعنی ترتیب ژن‌ها بر روی کروموزوم، با ترتیب بخش‌های بدنی که آن‌ها کنترل می‌کنند، مطابقت دارد. ژن‌های Hox که در انتهای 5" مجموعه قرار دارند، بخش‌های قدامی (نزدیک سر) را کنترل می‌کنند، در حالی که ژن‌های انتهای 3" بخش‌های خلفی (نزدیک دم) را تنظیم می‌کنند. این هم‌خطی در اکثر جانوران از حشرات تا پستانداران حفظ شده است که نشان‌دهنده اهمیت و قدمت تکاملی این ژن‌ها است.

نقش ژن‌های Hox در تنوع ساختارهای بدنی بسیار چشمگیر است. تغییرات کوچک در فعالیت، تعداد، یا مکان ژن‌های Hox می‌تواند منجر به تغییرات بزرگی در طرح بدنی شود. به عنوان مثال، در حشرات، ژن‌های Hox مسئول تعیین اینکه کدام بخش‌های بدنی بال و پاها را حمل کنند، هستند. جهش‌ها یا تغییرات در تنظیم این ژن‌ها می‌توانند منجر به از دست رفتن اندام‌ها یا ظهور اندام‌های جدید شوند. این امر نشان می‌دهد که تنوع مورفولوژیکی بین گونه‌های مختلف، اغلب ناشی از تغییر در عملکرد این ژن‌های اصلی است.

مطالعه ژن‌های Hox همچنین به درک تکامل موجودات چندسلولی از اجداد مشترک کمک می‌کند. کشف اینکه این ژن‌ها در تمامی جانوران، از کرم‌ها گرفته تا انسان‌ها، به صورت همولوگ وجود دارند، نشان‌دهنده یک جد مشترک با مکانیسم‌های تنظیم‌کننده طرح بدنی مشابه است. تفاوت‌ها در تعداد ژن‌های Hox (به دلیل تکثیر ژن)، یا تغییرات در نواحی تنظیمی آن‌ها، به گونه‌های مختلف اجازه داده است تا طرح‌های بدنی منحصر به فرد خود را در طول میلیون‌ها سال تکامل ایجاد کنند. ژن‌های Hox در واقع نقشه‌ای ژنتیکی برای ساخت بدن موجودات زنده هستند که در طول تکامل با تغییراتی روبرو شده است.