homoeosis是什么意思,homoeosis的意思翻译、用法、同义词、例句
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同源转化
专业解析
Homoeosis(或拼写为 Homeosis)是发育生物学和遗传学中的一个核心概念,指的是一种特定身体结构或器官被转化成另一种本应出现在不同位置的同源结构的异常现象。这种现象通常由基因突变引起,揭示了控制生物体发育模式的遗传机制。
以下是其详细解释:
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核心定义与机制:
- Homoeosis 本质上是发育途径的错误。生物体不同部位的细胞在胚胎发育过程中,会根据其位置信息激活特定的基因程序,从而分化形成正确的结构(如头部形成触角,胸部形成腿)。当控制这些位置身份的关键基因(称为同源异型基因,Homeotic genes)发生突变时,会导致位置信息的解读错误。
- 例如,在果蝇(遗传学研究的经典模式生物)中,一个著名的同源异型突变是 Antennapedia。该突变导致控制胸部腿发育的基因错误地在头部表达,结果使果蝇的触角被转化成了腿。另一个例子是 bithorax 突变,导致平衡棒(退化的后翅)被转化成了额外的翅膀。
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分子基础 - 同源异型基因与 Hox 基因:
- 导致 homoeosis 的基因被称为同源异型基因 (Homeotic genes)。在动物中,许多同源异型基因成簇排列在染色体上,形成Hox 基因簇 (Hox gene clusters)。
- Hox 基因编码的蛋白质是转录因子,它们能够结合到特定靶基因的调控区域,开启或关闭这些基因的表达。每个 Hox 基因通常在身体前后轴(头-尾方向)的特定区域表达,赋予该区域细胞独特的“位置身份”。
- 这些转录因子包含一个称为同源异型框 (homeobox) 的保守 DNA 结合结构域(约 180 个碱基对),因此 Hox 基因也被称为同源异型框基因。同源异型框基因的突变是导致 homoeosis 的主要原因。
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生物学意义:
- Homoeosis 现象为理解胚胎发育的模式形成提供了关键线索。它证明了存在一套主控基因(Hox 基因)负责定义身体各节段或区域的特性。
- 研究 homoeosis 揭示了基因如何通过调控下游靶基因网络来控制复杂的形态发生过程。
- Hox 基因及其同源异型框在从果蝇到人类的绝大多数动物中高度保守,表明控制身体基本结构的遗传机制在进化上是古老的。它们在脊椎动物肢体发育、脊柱分化等方面也起着至关重要的作用。
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与相关术语的区别:
- Homoeosis vs. Homeotic Mutation: Homoeosis 描述的是现象(结构转化),而 Homeotic Mutation 指的是导致该现象的特定基因突变。
- Homoeosis vs. Homology (同源性): 同源性指的是不同物种间由于共同祖先而具有的相似结构(如人的手臂、蝙蝠的翅膀、鲸的鳍)。Homoeosis 则是同一个体内部发生的结构位置错误转化,虽然转化的结构通常是同源的(如触角和腿在进化上是同源的)。
总结来说,Homoeosis 是一种由于调控身体部位身份的关键基因(特别是 Hox 基因)发生突变,导致某一身体部位发育成另一个部位应有的同源结构的发育异常现象。它是揭示发育遗传学和进化发育生物学(Evo-Devo)基本原理的核心概念之一。
参考文献来源:
- Lewis, E. B. (1978). A gene complex controlling segmentation in Drosophila. Nature, 276(5688), 565–570. (经典论文,介绍果蝇同源异型基因复合体) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/103236
- Gilbert, S. F. (2000). Developmental Biology (6th ed.). Sinauer Associates. (权威发育生物学教材,详细解释同源异型现象与基因) [标准教材章节]
- Gehring, W. J. (1992). The homeobox in perspective. Trends in Biochemical Sciences, 17(8), 277–280. (讨论同源异型框的发现与意义) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1357790
- McGinnis, W., & Krumlauf, R. (1992). Homeobox genes and axial patterning. Cell, 68(2), 283–302. (综述 Hox 基因在轴向模式形成中的作用) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1346368
- National Center for Biotechnology Information (NCBI) - Genes & Disease: Homeobox genes. (提供 Hox 基因的基础知识及其在疾病中的作用概述) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22209
网络扩展资料
homoeosis(也拼作homeosis)是一个生物学领域的术语,其核心含义为同源异形。以下是详细解释:
定义与背景
- 基本概念:指生物体某一部分在发育过程中,因基因调控异常而转化为另一部分的形态结构。例如,昆虫的触角可能发育成腿,或植物花瓣变为萼片等。
- 词源:源自希腊语“homoiōsis”(相似性),强调结构间的形态相似性。
相关机制
- 通常与同源异形基因(homeotic genes)相关,这类基因通过调控其他基因的表达,决定生物体不同部位的发育模式。例如,果蝇的Hox基因是经典研究对象。
应用领域
- 进化生物学:解释物种间形态差异的遗传基础。
- 发育生物学:研究胚胎发育中器官定位与分化的调控机制。
若需更深入的生物学机制或案例,建议查阅遗传学或发育生物学专业文献。
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