Le rôle des gènes homéotiques HOX dans la spécification de l’identité de position antéro-postérieur des somites

1. I)Les gènes homéotiques, leurs caractéristiques.
   

1. •Gènes HOX = homéobox = gènes «architecte».
   Ils sont très conservés chez les vertébrés et présents chez les invertébrés. Ils dirigent l’expression d’autres gènes et vont déterminer l’identité de position ( =coordonnées de positions) des cellules le long de l’axe antéro-postérieur. Ils appartiennent à une famille de gène qui existe du lombric à l’homme. Ils s’expriment dans les cellules du sclérotome.
   

1. •Leur caractérisation :
   Les mutations qui touchent certains de ces gènes entraînent des transformations homéotiques = homéosis.
   1er caractérisé chez la drosophile (LEWIS 1975) ; 2 complexes :
   - Antennapedia : les antennes sont transformées en pattes
   - Bithorax : balancier transformés en ailes (Th3 transformé en Th2)
   L’identité d’un ou de plusieurs segments est modifiée.
   

1. •Leur organisation :
   Gènes homéoboite (Il faut noter que tout les gènes à homéoboites ne sont pas homéotiques, c’est à dire que leurs mutation ne donnent pas nécessairement un phénotype homéotique. Les gènes PAX par exemple sont des gènes de développement à homéoboite, mais pas des gènes homéotiques.)
   

1. •Les vertébrés possèdent 4 complexes de gènes HOX localisés sur des chromosomes différent :
   

1. •HOX a sur le chromosome 6
   

2. •HOX b sur le chromosome 11
   

3. •HOX c sur le chromosome 15
   

4. •HOX d sur le chromosome 2
   

2. ➞ chaque complexe est un système multigénique. L’expression des gènes est contrée par un facteur de transcription : l’acide rétinoïque.
   

2. II)Détermination de l’identité de position des somites par l’expression des gènes HOX
   

1. •Les gènes HOX s’expriment, au niveau des somites, uniquement dans les sclérotomes.
   

2. •Les 1er gènes qui s’expriment sont les plus antérieurs.
   

3. •Chaque région est caractérisée par un profil d’expression définie malgré un recouvrement important des zones d’expression.
   

1. -Ex : Rôle des gènes HOX dans le contrôle de la différenciation des segments vertébraux.
   

2. -Des souris ayant une délétion homozygote pour le gène HOX c8 présentent des anomalies des vertèbres et meurent quelques jours après la naissance.
   

3. -Ces mutants possèdent une vertèbre portant des côtes a la place de la première vertèbres lombaire. La mutation à eu pour effet de changer l’identité d’un segment lombaire en un segment thoracique.
   

4. -Inactivation de HOX c8 ➞ confère au cellules mutées une identité de position plus antérieure à celle qu’elle devraient avoir.
   

1. -Comme les gènes PAX, les gènes HOX sont des gènes sélecteurs informant les cellules de leur position dans l’embryon : définissent des champs cellulaires.
   

2. - Pour une région on a un profil génique propre.
   

➞ Chaque cellule acquièrent une identité et une valeur prositionnelle.