**同源异形基因**（英語：）是生物體中一類專門調控生物形體的基因，一旦這些基因發生突變，就會使身體的一部分變形。其作用機制，主要是調控其他有關於細胞分裂、紡錘體方向，以及硬毛、附肢等部位發育的基因。Hox基因屬於同源框家族的其中一員，在大多數Hox基因中，會含有一段約180個核苷酸的同源異型盒，可以轉錄出含有約60個氨基酸序列，稱為同源异形域。

Hox基因的特色之一，是其排列順序与其作用順序、作用位置相关，例如位在較靠近3'端（DNA的其中一端）的基因，作用的位置較靠近頭部。而且動物界中的成員，皆擁有類似的Hox基因排列方式、產物與作用方式。Hox基因對於動物型態的影響，能使演化生物學研究得到關於型態轉變的線索。

調控型態的方式
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蜻蜓的前後兩對翅膀形狀相似。蝴蝶的前翅與後翅外型不同。
各種生物的Hox基因之表現方式類似，靠近3'端的基因會表現於動物的身體前部，靠近5'端則表現於身體的後部。除了這種規律之外，Hox基因又會因為一些原因，而在不同狀態下有不同的表現。

當Hox基因下游調控的基因改變時，會使個體產生變異，例如果蠅的平衡桿（halteres）與蝴蝶後翅的差別，就是源於兩者的Ubx基因受到的不同調控而產生。在演化的過程中，蜻蜓的Ubx下游基因調控階層（regulatory hierachy）與原始祖先較為相似，而鱗翅目（如蝴蝶）與雙翅目（如果蠅），則改變了一些對下游基因的調控方式。蜻蜓、蝴蝶與果蠅的調控階層比較如下表，紅色字表示受到活化的基因，灰色字表示此類昆蟲並不活化此基因：

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| **昆蟲種類** | **上游Hox基因** | **調控階層** |
| 蜻蜓（蜻蛉目） | *Ubx* | a1 → a2 → a3b1 → b2 → b3c1 → c2 → c3d1 → d2 → d3 |
| 蝴蝶（鱗翅目） | *Ubx* | a1 → a2 → a3b1 → b2 → b3c1 → c2 → c3e1 → e2 → e3 |
| 果蠅（雙翅目） | *Ubx* | a1 → a2 → a3b1 → b2 → b3c2 → c3 → c4d1 → d2 → d3 |

除了調控方式的差異之外，當Hox基因本身改變，個體發育也會受到影響，例如Ubx基因發生變化時，會影響自身性質，進而影響與其他基因的交互作用，使動物產生不同外型。若是改變Hox基因在某一區域的表現狀況，則會使得此區域的發育產生變化，例如當Ubx與Abd-A所表現的蛋白質沒有作用時，會使Dll誘導前肢發育。不同區域的Hox基因表現變化，也會導致不同區域發展出不同的構造，例如Ubx與Abd-A在不同部位的交互作用方式差異，是造成不同附肢形成的原因。此外，基因的表現量也會影響發育，例如Hox基因數目不同的昆蟲與脊椎動物之間的差異。

各物種的Hox基因
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### 果蠅

圖下方為黑腹果蠅的8個Hox基因。左邊的5個屬於ANT-C；右邊的3個屬於BX-C。基因與果蠅身體的顏色，表示基因所影響的身體部位。
果蠅（這裡指黑腹果蠅）的Hox基因皆位在其3號染色體右臂上，可分為兩個群集。一群稱作雙胸複合群（Bithorax complex，BX-C），此群集中的*Ubx*基因若突變，會使第3胸節（T3）變成第2胸節（T2），而且由於正常狀態下的翅膀是長在T2之上，因此這樣的突變同時會使果蠅長出兩對翅膀，並使原本長在T3上的平衡棒（haltere；雙翅目昆蟲特有的構造，源自其中一對翅膀）消失。此突變最早是卡耳文·布里吉斯（Calvin Bridges）於1915年發現。

另一群基因則稱為觸足複合群（Antennapedia complex，ANT-C），此基因群集中的*Antp*基因發生突變時，會使長在頭上的觸角替換成第二对腿。另外*pb*基因的突變，則是會使頭上的口器變成腿。

兩群基因一開始的研究成果，皆是由觀察它們對成蟲的影響而得。較晚的研究則發現，對果蠅的幼蟲（蛆）來說，BX-C影響了T3到A8部分的發育（果蠅分節：頭、T1~T3、A1~A8、性器），其中主要的影響位置是T3到A1。ANT-C則是影響頭部以及T1到T2部分。

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| **群集名稱** | **位置** | **基因**（**名稱意義**） | **影響位置** |
| ANT-C | 靠近3'端 | *lab*（labial；唇）*pb*（proboscipedia；口器足）*Dfd*（Deformed；畸形）*Scr*（Sex combs reduced；性梳減少）*Antp*（Antennapedia；觸足） | 身體前部 |
| BX-C | 靠近5'端 | *Ubx*（Ultrabithorax）*AbdA*（Abdominal A）*AbdB*（Abdominal B） | 身體後部 |
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### 人類

人類的Hox基因可分成4個基因群集，分別位在不同的染色體上，這些染色體分別是7號、17號、12號與2號。人類的Hox基因在書寫時以全大寫表達，例如HOXA、HOXB、HOXC與HOXD。此外，這些基因可分成13個平行同源家族（paralogous family），以數字表示，例如HOXA4，HOXB4，HOXC4與HOXD4。這些家族成員的DNA序列與轉錄出來的蛋白質序列類似。

其中HOXD13的突變會造成多指症（synpolydactyly）；而HOXA13的突變則會導致手腳生殖器症（hand-foot-genital syndrome，HGFS）。另外HOXB群集中的8個成員會影響紅血球的發育，其中HOXB4與HOXB7又會影響T細胞與B細胞。

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| **位置** | **基因群集** | **影響頭部** | **影響頸部** | **影響軀幹** | **影響四肢** |
| 7號染色體*7p15 ~ p14* | HOXA | *HOXA1**HOXA2**HOXA3**HOXA4* | *HOXA5**HOXA6* | *HOXA7* | *HOXA9**HOXA10**HOXA11**HOXA13* |
| 17號染色體17q21 ~ q22 | HOXB | *HOXB1**HOXB2**HOXB3**HOXB4* | *HOXB5**HOXB6* | *HOXB7**HOXB8* | *HOXB9* |
| 12號染色體12q12 ~ q13 | HOXC | *HOXC4* | *HOXC5**HOXC6* | *HOXC8* | *HOXC9**HOXC10**HOXC11**HOXC12**HOXC13* |
| 2號染色體2q31 ~ q32 | HOXD | *HOXD1**HOXD3**HOXD4* |  | *HOXD8* | *HOXC9**HOXD10**HOXD11**HOXD12**HOXD13* |

### 老鼠

老鼠的Hox基因特性與人類相似，分別位在6號、11號、15號與2號染色體上，書寫時只有首字母大寫，例如Hoxa-11與Hoxd-11。

第3平行同源家族，也就是Hoxa-3、Hoxb-3與Hoxd-3基因，主要作用是產生頸部的脊椎骨。另外Hoxa-11或是Hoxd-11其中一的基因發生突變時，會使橈骨（radius）或尺骨（ulna）產生輕微缺陷。若是兩個基因同時突變，則會使兩塊骨頭皆退化。

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| **位置** | **基因群集** | **基因** |
| 6號染色體 | Hoxa | Hoxa-1Hoxa-2Hoxa-3Hoxa-4 | Hoxa-5Hoxa-6 | Hoxa-7 | Hoxa-9Hoxa-10Hoxa-11Hoxa-13 |
| 11號染色體 | Hoxb | Hoxb-1Hoxb-2Hoxb-3Hoxb-4 | Hoxb-5Hoxb-6 | Hoxb-7Hoxb-8 | Hoxb-9 |
| 15號染色體 | Hoxc | Hoxc-4 | Hoxc-5Hoxc-6 | Hoxc-8 | Hoxc-9Hoxc-10Hoxc-11Hoxc-12Hoxc-13 |
| 2號染色體 | Hoxd | Hoxd-1Hoxd-3Hoxd-4 |  | Hoxd-8 | Hoxd-9Hoxd-10Hoxd-11Hoxd-12Hoxd-13 |

參見
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* 同源框
* 發育生物學
* 演化發育生物學
* 動物胚胎發生
* 同源基因（Homeotic genes）

參考文獻
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* （英文）Daniel Hartl & Elizabath W. Jones. *Genetic*. 6th ed. Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-1511-5
* （中文）大石正道。《圖解人類基因組的構造》。林碧清譯。世茂出版社。2002年12月。ISBN 957-776-432-0
* （中文）Sean B. Carrol。《蝴蝶斑馬與胚胎：探索演化發生學之美》（*Endless Forms Most Beautiful*: *The New Science of Evo Devo*）。王惟芬譯。商周出版。2006年。ISBN 978-986-124-774-8
* （中文）生命经纬 - ANT-C复合座位的结构和功能 （页面存档备份，存于）
* （英文）Brian E. Staveley - Evolution and Development （页面存档备份，存于）
* （中文）清華大學 - Organogenesis
* （中文）郭曉卉 - 同位序列基因與細胞分化及器官發育
* （中文）清華大學 - Developmental Biology
* （英文）Leland H. Hartwell. *et al.* *Genetics - From gene to genome*. McGraw-Hill. ISBN 0-07-540923-2

外部連結
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* （中文）生物通 - 新發現 Hox基因成簇是多餘的？ （页面存档备份，存于）
* （中文）科景 - 生物：一個就夠了
* （中文）科景 - 生物：重造熱血奔騰的斑馬魚
* （英文）Society for Neuroscience - Hox Genes and Birth Defects （页面存档备份，存于）
* （英文）A brief overview of Hox genes

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| * 
* 论
* 编
表型发育 |
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| 基础概念 | 
* 基因型-表型的区别（英语：）
* 反应规范（英语：）
* 基因-環境相互作用（英语：）
* 基因和环境之间的关联（英语：）
* 操作子
* 遗传度
* 数量遗传学（英语：）
* 异时发生（英语：）
	+ 幼态延续
* 异位性（英语：）

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|  |
| 基因架构（英语：） | 
* 遗传渠化（英语：）
* 遗传同化（英语：）
* 显性
* 异位显性
* 适应度地形（英语：） / 进化景观（英语：）
* 基因多效性
* 表型可塑性
* 多基因遗传
* 超亲遗传分离（英语：）
* 序列空间（英语：）

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|  |
| 非遗传因素的影响 | 
* 表觀遺傳學
	+ 表觀基因組
* 母体效应
* 基因組銘印
* 双继承理论
* 非遗传多型性（英语：）

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| 发育架构 | 
* 发育生物学
* 形态发生
	+ 眼狀斑點
	+ 模式形成（英语：）
* 分節（英语：）
* 分节（英语：）
* 生物模块化（英语：）

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| 遗传系统的进化 | 
* 演化能力（英语：）
* 进化鲁棒性（英语：）
* 中性网络（英语：）
* 有性繁殖的进化

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| 对发育的控制 | 

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| 系统 | 
* 基因表达调控（英语：）
* 基因調控網路（英语：）
* 工具包基因
* 演化發育生物學
* 同源框
* 刺猬信号通路
* Notch信号通路

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| 组件 | 
* 同源基因
* 同源异形基因
* Pax基因（英语：）
	+ PAX6（英语：）
* DLX基因家族
* Engrailed
* 顺式作用元件
* 配体
* 形态素（英语：）
* 细胞表面受体
* 转录因子

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| 有影响力的人物 | 
* 康拉德·哈尔·沃丁顿
* 理查德·陆文顿
* 方斯華·賈克柏 + 賈克·莫諾
	+ 乳糖操縱子
* 艾瑞克·威斯喬斯
* 克里斯汀·紐斯林-沃爾哈德
* William McGinnis
* Mike Levine
* 肖恩·B·卡罗尔
	+ 《无尽之形最美——动物建造和演化的奥秘（英语：）》

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| 争议 | 
* 先天与后天
* 形态形成场（英语：）

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