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Lexikon der Neurowissenschaft: gap-Gene

gap-Gene [von E gap = Lücke], E gap genes, Genklasse, die zusammen mit zwei weiteren Genklassen, den Paarregel-Genen und den Segmentpolaritäts-Genen, für die korrekte Segmentierung des Drosophila-Embryos (Drosophila melanogaster) verantwortlich ist. Gap-Gene sind Transkriptionsfaktoren, die jedoch in der Kopf- und Körperregion unterschiedliche Zielgene regulieren ( siehe Zusatzinfo ). Die gap-Gene in der Körperregion bewirken durch lokale Interaktionen die metameren Expressionsmuster der Paarregel-Gene. In der Kopfregion wird diese Genklasse als Kopf-gap-Gene (E head-gap genes) oder gap-ähnliche Gene (E gap-like genes) bezeichnet. Dort steuern sie die Expression von proneuralen Genen, die an der Neurogenese beteiligt sind. Einige Kopf-gap-Gene sind später auch im Zentralnervensystem exprimiert und nehmen dort wieder andere Funktionen wahr. So spielt z.B. empty spiracles bei der Axogenese von Neuronengruppen des Bauchmarks eine Rolle. Homöobox-Gene.

gap-Gene

Während des syncytialen Blastodermstadiums unterteilen die gap-Gene den Embryo entlang der anterior-posterioren Achse in größere Einheiten. Der Ausfall eines gap-Gens verursacht eine Lücke von mehreren Segmenten in der Larve. Die Expression der zygotischen gap-Gene wird von maternalen Musterbildungsgenen reguliert. Beispielsweise ist die Expressionsdomäne des gap-Gens hunchback im anterioren Bereich des Embryos von der Konzentration der anterioren maternalen Determinante bicoid abhängig. In der Körperregion sind auch regulatorische gap-Gen-Interaktionen für die Etablierung der lokalen gap-Gen-Expressionsdomänen von Bedeutung. Kurz vor der Zellularisierung im Blastodermstadium lassen sich in der Körperregion die Expressionsdomänen der gap-Gene huckebein, hunchback, giant, krüppel, knirps, giant und huckebein (Abfolge von anterior nach posterior) mit molekularen Sonden sichtbar machen. In der Kopfregion gehören dazu tailless, orthodenticle, sloppy paired, empty spiracles und buttonhead.

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