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Lexikon der Biologie: Segmentierungsgene

Segmentierungsgene, Segmentationsgene, Musterbildungsgene von Drosophila melanogaster, die den Embryo entlang der anterior-posterioren Achse schrittweise in zunehmend kleinere repetitive Einheiten (Segmente, Metamerie) unterteilen und gleichzeitig zur Ausbildung dieser Bereiche notwendig sind (Embryonalentwicklung [Abb. Frühentwicklung bei Drosophila]). Mutationen der Segmentierungsgene führen deshalb häufig zu Verlust oder Mißbildung einzelner Segmentgruppen, Segmente oder Teilen von Segmenten. Man unterscheidet 3 hierarchisch hintereinandergeschaltete und deshalb nacheinander aktive Klassen von Segmentierungsgenen: die als erste aktiven gap-Gene (z.B. hunchback), deren Mutation den Verlust mehrerer benachbarter Segmente verursacht. Diese gap-Gene aktivieren die Paarregel-Gene (pair-rule-Gene; z.B. fushi tarazu), deren Mutation zum Verlust von Teilen der ungeradzahligen oder der geradzahligen Segmente führt. Die Paarregel-Gene ihrerseits aktivieren die Segmentpolaritäts-Gene (segment-polarity-Gene; z.B. engrailed), deren Mutation das Fehlen eines Teils eines jeden Segments zur Folge hat. Der fehlende Anteil wird durch eine spiegelbildliche Verdopplung der verbleibenden Segmentbereiche ersetzt. Die Positionsinformation für die Expression der als erste aktiven zygotischen gap-Gene wird von maternalen Musterbildungsgenen (maternale Gene), wie bicoidund nanos, geliefert (Homöobox, Homöodomäne, maternale Determinanten, Morphogen). Segmentierungsgene regulieren auch die lokale Aktivität der Hox-Gene (homöotische Gene, Antennapedia-Komplex, Bithorax-Komplex), welche dann die Identität der einzelnen Körpersegmente festlegen (Segmentidentität).

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