गहरी समरूपता और टूलकिट जीन

कैसे साझा नियामक जीनों का एक छोटा, प्राचीन समूह पूरे पशु जगत में विकास को स्वरूपित करता है, जो बहुत भिन्न संरचनाओं के बीच अप्रत्याशित समरूपता को प्रकट करता है।

Definition

टूलकिट जीन नियामक जीनों का संरक्षित समूह है, जो जानवरों में व्यापक रूप से साझा किया जाता है, जो प्रमुख विकासात्मक निर्णयों को नियंत्रित करते हैं; गहरी समरूपता दूर से संबंधित जीवों में संरचनाओं के बीच समान अंतर्निहित आनुवंशिक और विकासात्मक कार्यक्रमों को साझा करना है, भले ही संरचनाएं स्वयं एक ही अंग के रूप में सीधे विरासत में न मिली हों।

Scope

यह विषय संरक्षित विकासात्मक आनुवंशिक टूलकिट को शामिल करता है - जिसमें हॉक्स जीन और अन्य मास्टर नियामक शामिल हैं - और गहरी समरूपता की अवधारणा, जिसमें समान आनुवंशिक कार्यक्रम दूर से संबंधित जानवरों में संरचनाओं के अंतर्निहित होते हैं। यह आंख के विकास के लिए साझा मास्टर जीन जैसे क्लासिक उदाहरणों का उपयोग करता है ताकि यह दिखाया जा सके कि प्राचीन नियामक जीनों का उपयोग वंशों में कैसे किया जाता है।

Core questions

• कौन से जीन संरक्षित विकासात्मक टूलकिट बनाते हैं?
• बहुत भिन्न जानवर अपने शरीर बनाने के लिए समान जीनों का उपयोग कैसे कर सकते हैं?
• गहरी समरूपता क्या है, और यह सामान्य समरूपता से कैसे भिन्न है?
• साझा मास्टर नियामक शरीर योजनाओं के सामान्य वंश के बारे में क्या प्रकट करते हैं?

Key concepts

• संरक्षित टूलकिट जीन
• फ़ाइला में हॉक्स जीन
• मास्टर नियंत्रण जीन
• गहरी समरूपता
• जीन सह-विकल्प

Key theories

साझा विकासात्मक टूलकिट

प्राचीन नियामक जीनों का एक सीमित समूह पूरे पशु जगत में संरक्षित है और विकास को स्वरूपित करने के लिए पुन: उपयोग किया जाता है, इसलिए रूपों की विविधता बड़े पैमाने पर एक सामान्य आनुवंशिक टूलकिट को फिर से तैनात करके बनाई जाती है।

Mechanisms

विकासात्मक टूलकिट में नियामक जीन - प्रतिलेखन कारक और सिग्नलिंग घटक - शामिल होते हैं जो जानवरों में संरक्षित होते हैं और शरीर के अक्षों, उपांगों और अंगों के निर्माण को निर्देशित करते हैं। क्योंकि ये जीन साझा किए जाते हैं, वही नियामक दूर के वंशों में समान संरचनाओं के विकास को नियंत्रित कर सकता है, जैसा कि मास्टर जीन के साथ होता है जो मक्खियों और स्तनधारियों जैसे विभिन्न जानवरों में आंख के विकास को शुरू करता है। गहरी समरूपता तब उत्पन्न होती है जब ऐसे साझा कार्यक्रम उन संरचनाओं के अंतर्निहित होते हैं जिन्होंने अपने विस्तृत रूपों को स्वतंत्र रूप से विकसित किया। विकास अक्सर नए संदर्भों में टूलकिट जीनों को सह-विकल्पित करके आगे बढ़ता है, संरक्षित घटकों से एक नई संरचना बनाने के लिए एक मौजूदा नियामक को एक नए स्थान या समय में तैनात करता है।

Clinical relevance

क्योंकि टूलकिट जीन संरक्षित होते हैं, मॉडल जीवों में खोजें मानव विकासात्मक जीनों पर मैप करती हैं, और इन साझा नियामकों के व्यवधान प्रजातियों में तुलनीय विकृतियों के अंतर्निहित होते हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक है न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

History

यह खोज कि होमियोबॉक्स जानवरों के बीच साझा किया जाता है, ने पैटर्न बनाने वाले जीनों के एक प्राचीन, संरक्षित समूह का खुलासा किया। यह प्रदर्शन कि एक एकल मास्टर जीन फ़ाइला में आंख के निर्माण को ट्रिगर कर सकता है, ने गहरी समरूपता और एक सामान्य आनुवंशिक टूलकिट के विचार को लोकप्रिय बनाया।

Key figures

• Sean B. Carroll
• Walter Gehring

Seminal works

• carroll2005
• gilbert2016

Frequently asked questions

आनुवंशिक टूलकिट क्या है?

यह नियामक जीनों का संरक्षित समूह है, जो जानवरों में साझा किया जाता है, जो विकास के प्रमुख चरणों को नियंत्रित करता है जैसे अक्षों, अंगों और अंगों का निर्माण।

गहरी समरूपता का क्या अर्थ है?

इसका अर्थ है कि दूर से संबंधित जानवरों में संरचनाएं समान अंतर्निहित आनुवंशिक कार्यक्रमों का उपयोग करके बनाई जाती हैं, भले ही संरचनाएं स्वयं अपने विवरणों को अलग से विकसित करती हों।