Che cos'è una Homeobox?
Una homeobox è una sequenza di DNA codificata per esprimere una proteina che si legherà ad altro DNA e regolerà il modo in cui si esprime. Gli homeobox sono stati scoperti negli anni '80 da ricercatori genetici, inizialmente nei moscerini della frutta - un organismo molto studiato in genetica - e successivamente anche in altri organismi, compresi gli organismi semplici e monocellulari. Queste sequenze svolgono un ruolo molto importante nello sviluppo embrionale, determinando come e dove si esprimono i geni, e fanno parte di un gruppo di sequenze genetiche coinvolte nella regolazione e nell'espressione dei geni mentre gli organismi si sviluppano.
In genere ci sono circa 180 coppie di basi in una homeobox. La proteina per cui codifica ha circa 60 aminoacidi ed è in grado di legarsi al DNA per accenderlo o spegnerlo, determinando se si esprime. Nel corso dello sviluppo embrionale, l'homeobox indica alle cellule quando e dove iniziare a produrre, mappando le basi dell'organismo e gettando le basi per uno sviluppo più avanzato mentre le cellule si differenziano sotto la direzione delle proteine prodotte dagli homeobox e da altre sequenze geniche.
Inizialmente, i ricercatori sospettavano che i processi regolatori dietro lo sviluppo embrionale fossero molto diversi negli organismi di diverse specie, in particolare gli organismi solo lontanamente correlati. La scoperta di queste sequenze geniche ha mostrato che gli organismi dalle lumache agli elefanti si basavano su omeopatie per la regolazione del loro DNA durante lo sviluppo. Gli errori in queste sequenze possono anche provocare anomalie dello sviluppo, poiché lo sviluppo dell'organismo viene confuso e i tratti si esprimono nei posti sbagliati.
Sono stati scoperti numerosi geni umani per l'homeobox, attraverso diversi cromosomi. Queste sequenze sono state studiate per saperne di più sulle proteine per le quali codificano e sul loro funzionamento. La ricerca su organismi come i moscerini della frutta può essere direttamente applicata alla genetica umana, poiché in molti casi i geni agiscono in modo simile. Comprendere in che modo le alterazioni di una mosca della frutta influenzano lo sviluppo possono fornire informazioni su come alterazioni simili potrebbero cambiare il modo in cui si sviluppa un embrione umano.
Un'ampia varietà di processi è coinvolta nello sviluppo embrionale. Questi geni non sono l'unico fattore determinante e gli embrioni possono anche essere influenzati da fattori esterni come l'esposizione alle tossine, che possono portare a deformità causate da interruzioni nell'espressione del DNA. Comprendere la miriade di complessità coinvolte nello sviluppo aiuta i ricercatori a capire cosa succede quando lo sviluppo va storto e perché. Questo può essere applicato alla ricerca progettata per affrontare gli errori di sviluppo con l'obiettivo di prevenirli in futuro.