Homeodomänen är den strukturella domänen av proteiner som binder DNA eller RNA och är brett spridd mellan transkriptionsfaktorer . Domänen består av 60 aminosyrarester, och bildar en helix-turn-helix- struktur där alfaspiralerna är sammankopplade med korta loopar. De två spiralerna vid N-terminalen är antiparallella och är längre än helixen vid C-terminalen, som är vinkelrät mot axlarna för de N-terminala slingorna. Den C-terminala helixen interagerar direkt med DNA. Homeodomänliknande proteindomänveckning finns uteslutande i eukaryoter, men är homolog med lambdafagproteiner , som förändrar prokaryot genuttryck . Hos eukaryoter inducerar homeodomän celldifferentiering genom att utlösa kaskader av gener som är nödvändiga för bildandet av vävnader och organ.
Sådana gener för ryggradsdjur och ryggradslösa djur innehåller en homeobox , en DNA- sträcka på 180 nukleotider som kodar för en homeodomän. Hos Drosophila har homeotiska mutationer beskrivits - radikala förändringar i fenotypen orsakade av mutationer i gener som innehåller homeobox . Den mest kända mutationen av detta slag är Antennapedia , med denna mutation i Drosophila växer lemmar på huvudsegmenten, i stället för antennerna. Gener som innehåller homeobox-sekvenser ger ett avgörande bidrag till bildandet av kroppsaxlar under embryogenes.
Homeodomäner kan binda specifikt och icke-specifikt till B-formen av DNA, med den C-terminala delen som känner igen DNA-huvudrännan och den ostrukturerade N-terminala delen som motsvarar den mindre skåran. Igenkänningshelixen och intrahelixslingorna är rika på arginin- och lysinrester , som bildar vätebindningar med DNA-ryggraden. Homeodomän-innehållande proteiner har en affinitet för 5'-ATTA-3' DNA-sekvensen; icke-specifik bindning sker vid en mycket lägre affinitet .
POU-proteiner är sammansatta av en homeodomän och separata, strukturellt homologa POU-domäner (som innehåller helix-turn-helix- motiv och även binder till DNA). De två domänerna är förbundna med en rörlig slinga som är tillräckligt lång för att svepa runt DNA-spiralen och gör att de två domänerna kan binda till motsatta sidor av DNA-molekylen samtidigt som de stänger åtta nukleotider 5'-ATGCAAAT-3' . Enskilda POU-domäner binder DNA svagt, men sekvensspecifikt. Intressant nog har POU-domänen betydande strukturella likheter med repressorerna som uttrycks av bakteriofager , såsom lambdafagen.