Die Segmentierungs-Genprodukte
unterteilen den Embryo in breite Domänen oder Streifen. Sie instruieren
die jeweilige Körperregion, den für sie bestimmten Entwicklungsweg
einzuschlagen. Fehlt ein Gen, ist die entsprechende Körperregion
defekt. Um zu verstehen, woher jeder Körperteil "weiß",
was er werden soll, muss man also verstehen, wie diese Gene in ihrem
jeweiligen Muster aktiviert werden.
Genetische
Analysen haben ergeben, dass der Embryo schrittweise in immer kleiner
werdende Abschnitte unterteilt wird. Die von Nüsslein-Volhard
und Wieschaus identifizierten Genklassen reflektieren dabei Schritte
in einer Hierarchie: Die in breiten Domänen aktiven Gap-Gene
sorgen dafür, dass die Paarregel-Gene in sieben Streifen aktiviert
werden. Die Paarregel-Gene wiederum sind für die korrekte Aktivierung
der Segmentpolaritäts-Gene und damit der Unterteilung in 14 Streifen
verantwortlich. Außerdem regulieren sich Vertreter einer Klasse
jeweils gegenseitig, um das Muster zu präzisieren.
Noch über den Gap-Genen in dieser Hierarchie
liegt eine weitere Genklasse. Die Produkte der "maternalen Gene"
werden schon durch die Mutter in das Ei gelegt. Vertreter dieser Klasse,
die bei der Unterteilung des Embryos eine Rolle spielen, zeigen meist
eine graduelle Verteilung.
Woher weiß man das?
Eine
Möglichkeit, die Hierarchie von Genen zu bestimmen, ist die Verteilung
("Expression") eines Gens in der Abwesenheit eines anderen Gens
("Mutante") zu untersuchen. Nehmen wir zum Beispiel an, eine
Funktion eines Gens "A" sei es, ein Gen "B" zu aktivieren.
In Abwesenheit des Gens "A" ist dann entsprechend auch "B"
weniger aktiv, also schwächer exprimiert. Ist nun zum Beispiel ein
Gen "C" in Abwesenheit von "B" stärker aktiv
als im Normalzustand, oder in einer breiteren Domäne, können
wir daraus lernen, dass "B" die Aktivierung von "C"
unterdrückt.
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