Una homeobox es una secuencia de ADN codificada para expresar una proteína que se unirá a otro ADN y regulará la forma en que se expresa. Los homeoboxes fueron descubiertos en la década de 1980 por investigadores genéticos, inicialmente en moscas de la fruta, un organismo muy estudiado en genética, y más tarde también en otros organismos, incluidos los organismos simples y unicelulares. Estas secuencias juegan un papel muy importante en el desarrollo embrionario, determinando cómo y dónde se expresan los genes, y se encuentran entre un grupo de secuencias genéticas involucradas en la regulación y expresión de genes a medida que se desarrollan los organismos.
Por lo general, hay alrededor de 180 pares de bases en una homeobox. La proteína que codifica tiene alrededor de 60 aminoácidos y es capaz de unirse al ADN para activarlo o desactivarlo, determinando si se expresa. En el curso del desarrollo embrionario, la homeocaja le dice a las células cuándo y dónde comenzar a producir, trazando los conceptos básicos del organismo y sentando las bases para un desarrollo más avanzado a medida que las células se diferencian bajo la dirección de proteínas producidas por las homeocajas y otras secuencias de genes.
Inicialmente, los investigadores sospecharon que los procesos regulatorios detrás del desarrollo embrionario eran muy diferentes en organismos de diferentes especies, especialmente en organismos relacionados sólo lejanamente. El descubrimiento de estas secuencias de genes mostró que los organismos, desde las babosas hasta los elefantes, dependían de las homeocajas para la regulación de su ADN durante el desarrollo. Los errores en estas secuencias también pueden resultar en anomalías del desarrollo, ya que el desarrollo del organismo se confunde y los rasgos se expresan en lugares incorrectos.
Se han descubierto varios genes homeobox humanos en varios cromosomas. Estas secuencias se han estudiado para aprender más sobre las proteínas que codifican y cómo funcionan esas proteínas. La investigación sobre organismos como las moscas de la fruta se puede aplicar directamente a la genética humana, ya que en muchos casos los genes actúan de manera similar. Comprender cómo las alteraciones en el homeobox de la mosca de la fruta afectan el desarrollo puede proporcionar información sobre cómo alteraciones similares podrían cambiar la forma en que se desarrolla un embrión humano.
En el desarrollo embrionario intervienen una amplia variedad de procesos. Estos genes no son el único factor determinante, y los embriones también pueden verse influenciados por factores externos como la exposición a toxinas, que pueden conducir a deformidades causadas por alteraciones en la expresión del ADN. Comprender las innumerables complejidades involucradas en el desarrollo ayuda a los investigadores a comprender qué sucede cuando el desarrollo sale mal y por qué. Esto se puede aplicar a la investigación diseñada para abordar errores en el desarrollo con el objetivo de prevenirlos en el futuro.