Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пестрота с эффектом позиции ( PEV ) - это пестрота, вызванная заглушением гена в некоторых клетках из-за его ненормального сопоставления с гетерохроматином посредством реаранжировки или транспозиции . [1] Это также связано с изменениями конформации хроматина . [2]

Обзор [ править ]

Классическим примером является транслокация Drosophila w m4 (говорят «бело-пятнистая-4») . В этой мутации , инверсии на Й - хромосоме поместили белый ген рядом с перицентрическим гетерохроматином, или последовательностью повторов , которая становится гетерохроматином. [3] Обычно ген white экспрессируется в каждой клетке глаза взрослой дрозофилы, что приводит к фенотипу « красных глаз» . У мутанта w [m4] цвет глаз был пестрым (красно-белая мозаика), где белыйген экспрессировался в одних клетках глаза и не экспрессировался в других. Мутация была впервые описана Германом Мюллером в 1930 году. [4] PEV представляет собой инактивацию гена, индуцированную гетерохроматином . [5] Подобный феномен подавления гена также наблюдался у S. cerevisiae и  S. pombe . [5]

Обычно последовательности барьерной ДНК предотвращают распространение гетерохроматиновой области в эухроматин, но они больше не присутствуют у мух, наследующих определенные хромосомные перестройки. [6]

Этимология [ править ]

PEV - это эффект положения, потому что изменение положения гена от его исходного положения до места, близкого к гетерохроматической области, влияет на его экспрессию . [7] Эффект заключается в разнообразии определенного фенотипа, т. Е. В появлении нерегулярных пятен разного цвета (ов) из-за экспрессии исходного гена дикого типа в одних клетках ткани, но не в других, [8 ] в глазах мутировавшей Drosophila melanogaster .

Однако возможно, что эффект заглушенного гена в некоторых случаях фенотипически не заметен. PEV был впервые обнаружен у Drosophila, потому что это был один из первых организмов, на которых рентгеновское облучение было использовано в качестве индуктора мутации. [1] Рентгеновские лучи могут вызывать хромосомные перестройки, которые могут привести к ПЭВ. [1]

Механизмы [ править ]

Среди ряда моделей популярны две эпигенетические модели. Один из них - это цис- распространение гетерохроматина за точку перестройки. В трансе -взаимодействия бывают , когда цис- модель распространения не в состоянии объяснить некоторые явления. [5]

cis- spreading [ править ]

Согласно этой модели, гетерохроматин вызывает измененную конформацию хроматина в эухроматической области. Из-за этого транскрипционный аппарат не может получить доступ к гену, что приводит к ингибированию транскрипции. [5] Другими словами, гетерохроматин распространяется и вызывает сайленсинг генов, упаковывая обычно эухроматическую область. [2] Но эта модель не может объяснить некоторые аспекты PEV. Например, пестрота может быть индуцирована в гене, расположенном в нескольких мегабазах от точки разрыва гетерохроматин-эухроматин из-за перестроек в этой точке разрыва. Кроме того, строгость пестрого фенотипа может быть изменена расстоянием гетерохроматической области от точки излома. [5]

Это говорит о том, что транс- взаимодействия имеют решающее значение для PEV.

транс- взаимодействия  [ править ]

Это взаимодействия между различными гетерохроматическими регионами и глобальной хромосомной организацией в интерфазном ядре. [5] Перестройки, вызванные PEV, помещают репортерный ген в новый отсек ядра, где требуемый транскрипционный аппарат недоступен, таким образом подавляя ген и модифицируя структуру хроматина. [2]

Эти два механизма также влияют друг на друга. Какой механизм доминирует, чтобы влиять на фенотип, зависит от типа гетерохроматина и сложности перестройки. [5]

Подавление у Drosophila melanogaster [ править ]

Мутации в генах mus являются кандидатами в модификаторы PEV, поскольку эти гены участвуют в поддержании и восстановлении хромосом. Структура хромосомы вблизи точки разрыва, по-видимому, является важной детерминантой процесса инактивации гена. Шесть вторых хромосомных мутаций mus были выделены с помощью w m4 . Копию гена белого дикого типа помещали рядом с гетерохроматином. Были взяты различные мутанты mus : mus 201 D1 , mus 205 B1 , mus 208 B1 , mus 209 B1 , mus 210 B1., mus 211 B1 . Был сконструирован запас с заменой стандартной Х-хромосомы на w m4 . Было замечено, что подавление PEV не является характеристикой мутаций mus в целом. Только для гомозиготного mus 209 B1 пестролистность была значительно подавлена. Кроме того, в гомозиготном состоянии 2735 и D-1368 и все гетероаллельные комбинации его мутаций Pcna сильно подавляют PEV. [9]

В других организмах [ править ]

В мышке [ править ]

У мышей наблюдалась пестрая окраска шерсти. Когда аутосомная область, несущая ген окраски меха, вставляется в Х-хромосому, наблюдается различное молчание аллеля . Однако пестрота наблюдается только у самок, имеющих эту вставку вместе с гомозиготной мутацией в исходном гене окраски шерсти. [1] дикого типа аллель получает инактивируется вследствие гетерохроматинизация. [1]

В растениях [ править ]

У растений PEV наблюдали у Oenothera blandina . Молчание эухроматических генов происходит, когда гены помещаются в новое гетерохроматическое соседство. [1]

См. Также [ править ]

  • Атаксия Фридрейха

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f Элгин, Сара CR; Рейтер, Гюнтер (август 2013 г.). «Позиционное изменение пестроты, образование гетерохроматина и молчание генов у дрозофилы» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 5 (8): a017780. DOI : 10.1101 / cshperspect.a017780 . ISSN  1943-0264 . PMC  3721279 . PMID  23906716 .
  2. ^ a b c Ллойд, Ветт К .; Sinclair, Don A .; Грильятти, Томас А. (1999-04-01). «Геномный импринтинг и вариэгация эффекта позиции у Drosophila melanogaster» . Генетика . 151 (4): 1503–1516. ISSN 0016-6731 . PMC 1460573 . PMID 10101173 .   
  3. ^ Vogel, Maartje J .; Пейджи, Людо; Талхаут, Венди; Ньюланд, Марья; Керховен, Рон М .; ван Стинзель, Бас (29 января 2009 г.). «Картирование с высоким разрешением перераспределения гетерохроматина в модели пестролистного эффекта дрозофилы» . Эпигенетика и хроматин . 2 (1): 1. CiteSeerX 10.1.1.332.4382 . DOI : 10.1186 / 1756-8935-2-1 . ISSN 1756-8935 . PMC 2644302 . PMID 19178722 .    
  4. ^ Герман Дж. Мюллер (1930). «Типы видимых изменений, вызванных рентгеновскими лучами у дрозофилы». Журнал генетики . Springer India. 22 (3): 299–334. DOI : 10.1007 / BF02984195 .
  5. ^ Б с д е е г Wakimoto, Барбара T (1998-05-01). "За пределами нуклеосомы: эпигенетические аспекты изменения положения-эффекта у дрозофилы". Cell . 93 (3): 321–324. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81159-9 . PMID 9590165 . 
  6. ^ Молекулярная биология клетки . Соединенные Штаты Америки: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC, подразделение Informa, 711 Third Avenue, New York, NY 10017, US 3 Park Square, Milton Park, Abingdon, OX14 4RN, UK. 2015. стр. 195. ISBN 978-0-8153-4432-2.
  7. ^ "позиция-эффект" .
  8. ^ Тартоф, Кеннет Д .; Хоббс, Шерил; Джонс, Мэрилин (1984-07-01). «Структурная основа для разнообразных позиционных эффектов». Cell . 37 (3): 869–878. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (84) 90422-7 . PMID 6086148 . 
  9. ^ Хендерсон, DS; Банга, СС; Грильятти, Т.А.; Бойд, Дж. Б. (1994-03-15). «Чувствительность к мутагену и подавление пестролистного эффекта положения являются результатом мутаций в mus209, гене дрозофилы, кодирующем PCNA» . Журнал EMBO . 13 (6): 1450–1459. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1994.tb06399.x . ISSN 0261-4189 . PMC 394963 . PMID 7907981 .   

Дополнительные выбранные ссылки [ править ]

  • Aagaard L., Laible G., Selenko P., Schmid M., Dorn R., Schotta G., Kuhfittig S., Wolf A., Lebersorger A., ​​Singh PB, Reuter G., Jenuwein T. (1999). «Функциональные гомологи млекопитающих PEV-модификатора Su (var) 3-9 кодируют центрер-ассоциированные белки, которые образуют комплекс с гетерохроматиновым компонентом М31» . EMBO J . 18 (7): 1923–38. DOI : 10.1093 / emboj / 18.7.1923 . PMC  1171278 . PMID  10202156 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Бюхнер К., Рот П., Шотта Г., Краусс В., Сомвебер Х., Рейтер Г., Дорн Р. (2000). «Генетическая и молекулярная сложность модификатора модификатора пестролистного эффекта положения (mdg4) у дрозофилы» . Генетика . 155 (1): 141–57. PMC  1461079 . PMID  10790390 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Дорн Р., Краусс В., Рейтер Г., Сомвебер Х. (1993). «Энхансер вариэгации Drosophila с эффектом положения, E (var) 3-93D, кодирует белок хроматина, содержащий консервативный домен, общий для нескольких регуляторов транскрипции» . Proc Natl Acad Sci USA . 90 (23): 11376–80. Bibcode : 1993PNAS ... 9011376D . DOI : 10.1073 / pnas.90.23.11376 . PMC  47985 . PMID  8248257 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Эберт А., Шотта Г., Лейн С., Кубичек С., Краусс В., Йенувейн Т., Рейтер Г. (2004). «Гены Su (var) регулируют баланс между эухроматином и гетерохроматином у дрозофилы» . Genes Dev . 18 (23): 2973–83. DOI : 10,1101 / gad.323004 . PMC  534657 . PMID  15574598 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Eissenberg JC, Morris GD, Reuter G., Hartnett T. (1992). «Гетерохроматин-ассоциированный белок HP-1 является важным белком у дрозофилы с дозозависимым действием на вариэгацию эффекта положения» . Генетика . 131 (2): 345–352. PMC  1205009 . PMID  1644277 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Jenuwein T., Laible G., Dorn R., Reuter G. (1998). «Белки домена SET модулируют домены хроматина в eu- и гетерохроматине». Cell Mol Life Sci . 54 (1): 80–93. DOI : 10.1007 / s000180050127 . PMID  9487389 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Шотта Г., Эберт А., Краусс В., Фишер А., Хоффманн Дж., Реа С., Йенувейн Т., Дорн Р., Рейтер Г. (2002). «Центральная роль SU (VAR) 3-9 дрозофилы в метилировании гистона H3-K9 и подавлении гетерохроматического гена» . EMBO J . 21 (5): 1121–31. DOI : 10.1093 / emboj / 21.5.1121 . PMC  125909 . PMID  11867540 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Чирш Б., Хофманн А., Краусс В., Дорн Р., Корхе Г., Рейтер Г. (1994). «Белок, кодируемый геном супрессора вариэгации эффекта положения дрозофилы Su (var) 3-9, объединяет домены антагонистических регуляторов гомеотических генных комплексов» . EMBO J . 13 (16): 3822–31. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1994.tb06693.x . PMC  395295 . PMID  7915232 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Flybase