Супермен (джин)
Супермен — это растительный ген Arabidopsis thaliana , который играет роль в контроле границы между развитием тычинки и плодолистика в цветке. [ 1 ] Он назван в честь персонажа комиксов Супермена , а родственные ему гены криптонит (ген) и Кларк Кент были названы соответственно (хотя, как и следовало ожидать, последний оказался просто еще одной формой супермена ). [ 2 ] Он кодирует фактор транскрипции типа C2H2 (в частности, белок цинкового пальца ). [ 3 ] гомологичные гены. известны У петунии [ 4 ] и львиный зев , [ 5 ] которые также участвуют в развитии цветка, хотя в обоих случаях имеются важные отличия от функционирования Arabidopsis . Супермен проявляется на ранних стадиях развития цветка, в мутовке тычинок, прилегающей к мутовке плодолистика. [ 4 ] Он взаимодействует с другими генами модели развития цветка ABC различными способами. [ 4 ]
Функция гена
[ редактировать ]Супермен кодирует фактор транскрипции . [ 3 ] Этот белок связывается с ДНК посредством мотива связывания цинковых пальцев. [ 3 ] действует как регулятор цветочных гомеозисных генов , контролируя развитие цветков растений Arabidopsis thaliana . Цветки Arabidopsis thaliana развиваются в четырех мутовках, которые представляют собой концентрические группы клеток, ответвляющиеся от растущей меристемы . [ 6 ] Супермен Было обнаружено, что действует в четвертом мутовке цветов, которые обычно развиваются в плодолистики . Супермен обычно ограничивает действие другого гена, называемого ( APETALA3 ), в четвертом обороте , оставляя экспрессию APETALA3 только во втором и третьем оборотах. [ 6 ] APETALA3 — это ген, обычно связанный с развитием тычинки в третьем обороте. [ 7 ] таким образом, его ограничением мы допускаем развитие других органов четвертого оборота (таких как пестик ).
Мутация, которая полностью устраняет функцию гена супермена, приведет к тому, что цветы будут нести дополнительные тычинки , заменяющие пестики , которые обычно развиваются в четвертом мутовке. Эту мутацию назвали мутацией sup-1 . Для мутации sup-1 более экстремальное развитие тычинок наблюдается при гомозиготной мутации, чем при гетерозиготной мутации. [ 8 ]
Взаимодействие с ABC-моделью развития цветка
[ редактировать ]Ген, с которым взаимодействует Супермен (APETALA3), является членом группы B-функций модели развития цветка ABC . [ 7 ] который обычно отвечает за развитие тычинок и лепестков . Другими важными членами модели развития цветков ABC являются APETALA1, APETALA2, AGAMOUS и PISTILATA. [ 9 ] Не было обнаружено взаимодействия Супермена ни с одним из этих других генов. СУПЕРМАН (SUP) и СУПЕРМАН-подобные гены, такие как APETALA2, работают как регуляторы белкового комплекса с другими корепрессорами, известными как TOPLESS (TPL), и гистондеацетилазой 19 (HD19), чтобы подавлять транскрипционные функции в растениях. [ 10 ]
Эпигенетические изменения Супермена
[ редактировать ]Супермен Было обнаружено, что подвергается эпигенетическим модификациям. В частности, метилирование цитозина (присоединение метильных радикалов к основаниям цитозина), которое подавляет его транскрипционную активность . Кларка Кента (clk) Это метилирование приводит к появлению эпиаллелей , которые представляют собой набор измененных версий гена Супермена, лишенных функции. [ 11 ] В то время как большинство случаев метилирования цитозина у растений, как правило, происходит в промоторе транскрипции, метилирование цитозина Супермена происходит внутри гена, сразу после промотора. [ 6 ] Точное место метилирования варьируется, но определяет, какую clk-эпиаллель мы определяем как имеющую растение; на данный момент идентифицировано 7 эпиаллелей clk (пронумерованных clk1-clk7). [ 11 ]
Эти аллели Кларка Кента могут передаваться по наследству, но часто в результате мутации они возвращаются к естественному гену со скоростью около 3% на поколение. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Модель гена: SUP» . Информационный ресурс арабидопсиса (TAIR) . 01 февраля 2006 г. Проверено 23 января 2007 г.
- ^ «Умные названия генов арабидопсиса» . Умные названия генов . Микаэль Нику и Микко Тайпале. 03.12.2005. Архивировано из оригинала 31 декабря 2006 г. Проверено 23 января 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с Джэ-Ён Юн, Детлеф Вайгель и Илья Ли (2002). «Эктопическая экспрессия СУПЕРМЕНА подавляет развитие лепестков и тычинок» . Физиология растений и клеток . 43 (1): 52–57. дои : 10.1093/pcp/pcf018 . ПМИД 11828022 .
- ^ Jump up to: а б с Хитоши Накагава; Сильвия Феррарио; Герко К. Ангенент; Акира Кобаяши и Хироши Такацудзи (апрель 2004 г.). «Петунья-ортолог Arabidopsis SUPERMAN играет особую роль в морфогенезе цветочных органов» . Растительная клетка . 16 (4): 920–932. дои : 10.1105/tpc.018838 . ПМК 412866 . ПМИД 15020746 .
- ^ Вставка 3: Контроль цветочной детерминантности у Antirrhinum и Arabidopsis из Жужанна Шварц-Зоммер, Брендан Дэвис и Эндрю Хадсон (август 2003 г.). «Вечный пионер: история исследования Antirrhinum». Обзоры природы Генетика . 4 (8): 655–664. дои : 10.1038/nrg1127 . hdl : 1842/704 . ПМИД 12897777 . S2CID 205482851 .
- ^ Jump up to: а б с Чан, Саймон В.-Л.; Хендерсон, Ян Р.; Якобсен, Стивен Э. (1 мая 2005 г.). «Садоводство генома: метилирование ДНК у Arabidopsis thaliana». Обзоры природы Генетика . 6 (5): 351–360. дои : 10.1038/nrg1601 . ISSN 1471-0056 . ПМИД 15861207 . S2CID 20083628 .
- ^ Jump up to: а б Крижек, бакалавр; Мейеровиц, Э.М. (1 января 1996 г.). «Гомеотические гены APETALA3 и PISTILLATA Arabidopsis достаточны для обеспечения функции идентичности органов класса B» . Разработка . 122 (1): 11–22. дои : 10.1242/dev.122.1.11 . ISSN 0950-1991 . ПМИД 8565821 .
- ^ Боуман, Джон (1992). «СУПЕРМАН, регулятор цветочных гомеозисных генов у Arabadopsis» (PDF) . Разработка . 114 (3): 599–615. дои : 10.1242/dev.114.3.599 . ПМИД 1352237 .
- ^ Боуман, Джон Л.; Смит, Дэвид Р.; Мейеровиц, Эллиот М. (15 ноября 2012 г.). «Модель развития цветов ABC: тогда и сейчас» . Разработка . 139 (22): 4095–4098. дои : 10.1242/dev.083972 . ISSN 0950-1991 . ПМИД 23093420 .
- ^ Кроган, НТ, Хоган, К., и Лонг, Дж. А. (2012). APETALA2 отрицательно регулирует множественные гены, определяющие идентичность цветочных органов у Arabidopsis, задействуя ко-репрессор TOPLESS и гистондеацетилазу HDA19. Разработка, dev-085407.
- ^ Jump up to: а б Якобсен, Стивен Э.; Мейеровиц, Эллиот М. (22 августа 1997 г.). «Гиперметилированные эпигенетические аллели СУПЕРМЕНА у арабидопсиса». Наука . 277 (5329): 1100–1103. дои : 10.1126/science.277.5329.1100 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 9262479 .
- ^ Какутани, Тецудзи (15 октября 2002 г.). «Эпиаллели у растений: наследование эпигенетической информации из поколения в поколение» . Физиология растений и клеток . 43 (10): 1106–1111. дои : 10.1093/pcp/pcf131 . ISSN 0032-0781 . ПМИД 12407189 .
