ในชีววิทยาการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการโฮมีโอซิสคือการเปลี่ยนแปลงของอวัยวะ หนึ่ง ไปเป็นอีกอวัยวะหนึ่ง ซึ่งเกิดจากการกลายพันธุ์หรือการแสดงออกผิดปกติของยีน ที่สำคัญต่อการพัฒนาบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งยีนโฮมีโอติกในสัตว์ ยีนการพัฒนาเหล่านี้จะควบคุมการพัฒนาของอวัยวะตามแกนหน้า-หลังโดยเฉพาะ^{[ 1 ]}อย่างไรก็ตาม ในพืช ยีนการพัฒนาที่ได้รับผลกระทบจากโฮมีโอซิสอาจควบคุมได้ทุกอย่างตั้งแต่การพัฒนาของเกสรตัวผู้หรือกลีบดอกไปจนถึงการพัฒนาของคลอโรฟิลล์^{[ 2 ]}โฮมีโอซิสอาจเกิดจากการกลายพันธุ์ในยีน Hoxที่พบในสัตว์ หรือยีนอื่นๆ เช่น ตระกูล MADS-boxในพืช โฮมีโอซิสเป็นลักษณะเฉพาะที่ช่วยให้แมลงประสบความสำเร็จและมีความหลากหลายอย่างที่เป็นอยู่^{[ 3 ]}

การกลายพันธุ์แบบโฮมีโอติกทำงานโดยการเปลี่ยนเอกลักษณ์ของส่วนต่างๆ ในระหว่างการพัฒนา ตัวอย่างเช่นจีโนไทป์Ultrabithorax ทำให้ เกิด ฟีโนไทป์ที่ส่วนอกส่วนหลังและ ส่วน ท้อง ส่วนแรก ^กลายเป็นส่วนอกส่วนกลาง^{[ 4 ]}อีกตัวอย่างหนึ่งที่รู้จักกันดีคือAntennapedia : อัลลีลที่มีฟังก์ชันเพิ่มขึ้นทำให้เกิดขาขึ้นแทนที่หนวด [ ^{5 ]}

ในทางพฤกษศาสตร์Rolf Sattlerได้แก้ไขแนวคิดของโฮมีโอซิส (การทดแทน) โดยเน้นที่โฮมีโอซิสบางส่วนนอกเหนือจากโฮมีโอซิสที่สมบูรณ์^{[ 6 ]}การแก้ไขนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน

เชื่อกันว่า การกลายพันธุ์แบบโฮมีโอติกในพืชดอกนั้นหายากในธรรมชาติ: ในพืชปีเดียวClarkia ( Onagraceae ) พบการกลายพันธุ์แบบโฮมีโอติกที่กลีบดอกถูกแทนที่ด้วยอวัยวะคล้ายกลีบเลี้ยงวงที่สอง ซึ่งเกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนเพียงยีนเดียว^{[ 7 ]}การไม่มีผลร้ายแรงหรือผลเสียต่อการกลายพันธุ์ของดอกไม้ที่ส่งผลให้เกิดการแสดงออกทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันนั้นเป็นปัจจัยหนึ่งในวิวัฒนาการของClarkiaและอาจรวมถึงในกลุ่มพืชอื่นๆ อีกหลายกลุ่มด้วย^{[ 8 ]}

จากการศึกษาเกี่ยวกับกลายพันธุ์โฮมีโอติกโดยEd Lewis [ ^{9 ]}ปรากฏการณ์ของโฮมีโอซิสในสัตว์ ได้รับการอธิบาย ^{เพิ่มเติม}โดยการค้นพบลำดับการจับกับ DNA ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ในโปรตีนโฮมีโอติกหลายชนิด^{[ 10 ]} ดังนั้น โดเมนโปรตีนที่จับกับ DNA ที่มีกรดอะมิโน 60 ตัวจึงถูกตั้งชื่อว่าโฮมีโอโดเมนในขณะที่ลำดับนิวคลีโอไทด์ 180 bpที่เข้ารหัสโดเมนนี้ถูกตั้งชื่อว่าโฮมีโอโบกซ์ กลุ่มยีนโฮมีโอโบกซ์ที่ Ed Lewis ศึกษาถูกตั้งชื่อว่ายีน Hoxแม้ว่าจะมียีนโฮมีโอโบกซ์จำนวนมากที่ถูกเข้ารหัสโดยจีโนม ของสัตว์ มากกว่ายีนในกลุ่มยีน Hox ก็ตาม

หน้าที่โฮมีโอติกของโปรตีนบางชนิดได้รับการตั้งสมมติฐานครั้งแรกว่าเป็น "ตัวเลือก" ตามที่เสนอโดยอันโตนิโอ การ์เซีย-เบลลิโด [ ^{11 ] ตาม} คำจำกัดความ ตัวเลือกถูกจินตนาการว่าเป็นโปรตีน ( ปัจจัยการถอดรหัส ) ที่กำหนดชะตากรรมของเซลล์ที่เป็นไปได้ 1 ใน 2 อย่างสำหรับเซลล์และลูกหลานของเซลล์ในเนื้อเยื่อ อย่างเสถียร ในขณะที่หน้าที่โฮมีโอติกของสัตว์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัจจัยที่มีโฮมีโอโบกซ์ แต่ไม่ใช่โปรตีนโฮมีโอติกทั้งหมดในสัตว์จะถูกเข้ารหัสโดยยีนโฮมีโอโบกซ์ และยิ่งไปกว่านั้น ยีนโฮมีโอโบกซ์ทั้งหมดไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับหน้าที่โฮมีโอติกหรือฟีโนไทป์ ( กลายพันธุ์ ) แนวคิดของตัวเลือกโฮมีโอติกได้รับการขยายความหรืออย่างน้อยก็ได้รับการปรับปรุงโดยไมเคิล อากัมในแบบจำลองที่เรียกว่า "ยีนหลังตัวเลือก" ซึ่งรวมเอาการค้นพบเพิ่มเติมและ "ย้อนกลับ" "หลักการดั้งเดิม" ของสวิตช์ไบนารีที่เสถียรซึ่งขึ้นอยู่กับตัวเลือก^{[ 12 ]}

แนวคิดเรื่องช่องว่างของเนื้อเยื่อมีความเกี่ยวพันอย่างลึกซึ้งกับแบบจำลองตัวเลือกของโฮมีโอซิส เนื่องจากการรักษาชะตากรรมของเซลล์โดยตัวเลือกสามารถจำกัดอยู่ในหน่วยการจัดระเบียบที่แตกต่างกันของโครงสร้างร่างกาย ของสัตว์ ได้^{[ 13 ]} ในบริบทนี้Albert Erivesและเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับกลไกโฮมีโอติก โดยมุ่งเน้นไปที่DNA ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกกำหนดเป้าหมายร่วมกันโดยตัวเลือกโฮมีโอติกและสัญญาณการพัฒนาในรูปแบบต่างๆ^{[ 14 ]} งานนี้ระบุความแตกต่างทางชีวเคมีของโปรตีนระหว่างปัจจัยการถอดรหัสที่ทำหน้าที่เป็นตัวเลือกโฮมีโอติกกับปัจจัยการถอดรหัสที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นของเส้นทางการส่งสัญญาณการพัฒนา เช่นเส้นทางการส่งสัญญาณ Notchและเส้นทางการส่งสัญญาณ BMP [ ^{14 ] งาน} นี้เสนอว่าตัวเลือกโฮมีโอติกทำหน้าที่ "อนุญาต" DNA ของตัวเร่งปฏิกิริยาในช่องว่างของเนื้อเยื่อ ที่จำกัด เพื่อให้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถอ่านสัญญาณการพัฒนาได้ ซึ่งจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านการรวมกลุ่มที่เกิดจากโพลีกลูตามี น ^{[ 14 ]}

เช่นเดียวกับโครงสร้าง เซลล์หลายเซลล์ที่ซับซ้อนที่พบในสัตว์โครงสร้างเซลล์หลายเซลล์ของพืชบกได้รับการจัดระเบียบตามพัฒนาการเป็น หน่วย เนื้อเยื่อและอวัยวะผ่าน ยีน ปัจจัยการถอดรหัสที่มีผลโฮมีโอติก^{[ 15 ]} แม้ว่าพืชจะมียีนที่มีโฮมีโอโบกซ์ แต่ปัจจัยโฮมีโอติกของพืชมีแนวโน้มที่จะมี โดเมนการจับกับ DNA แบบ MADS-box จีโนมของสัตว์ยังมีปัจจัย MADS-boxจำนวนเล็กน้อยดังนั้น ในวิวัฒนาการอิสระของ โครงสร้าง เซลล์หลายเซลล์ในพืชและสัตว์ ตระกูลปัจจัยการถอดรหัสของยูคาริโอต ที่แตกต่างกันจึงถูก นำมาใช้เพื่อทำหน้าที่โฮมีโอติก ปัจจัยโดเมน MADS ได้รับการเสนอให้ทำหน้าที่เป็นโคแฟคเตอร์สำหรับปัจจัยที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงช่วยกำหนดเอกลักษณ์ของอวัยวะ^{[ 15 ]} สิ่งนี้ได้รับการเสนอให้สอดคล้องกับการตีความโฮมีโอติกของสัตว์ที่Michael Akamได้ อธิบายไว้ ^{[ 16 ]}

• ยีนโฮมีโอติกซึ่งรวมถึงยีนฮอกซ์ส่วนใหญ่
• โฮมีโอโบกซ์ (Homeobox)คือส่วนของดีเอ็นเอที่พบในยีนฮอกซ์ (Hox genes)