Паралитический (ген)
| паралитический | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | к | ||
| Альт. символы | бсс, сбл, olfD, ДмНав , ДмНав 1 , ДмНав | ||
| ген NCBI | 32619 | ||
| ЮниПрот | P35500 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | Хр. Х 16 455 230 - 16 533 368 | ||
| |||
Паралитический — это ген у плодовой мухи Drosophila melanogaster , который кодирует потенциалзависимый натриевый канал в нейронах D. melanogaster . [ 1 ] Этот ген необходим для двигательной активности мухи. [ 1 ] Существует 9 различных парааллелей . , состоящих как минимум из 26 экзонов в пределах более 78 КБ [ 2 ] геномной ДНК. [ 3 ] Ген para подвергается альтернативному сплайсингу с образованием подтипов канального белка. [ 3 ] Мухи с мутантными формами паралитика используются в моделях судорог у мух , поскольку у этих мух судороги можно легко вызвать. [ 4 ]
Ген
[ редактировать ]Ген para расположен на Х-хромосоме генома дрозофилы. [ 5 ] Всего имеется 26 пара- экзонов, 13 из них конститутивно экспрессируются в транскрипте, а 15 подвергаются альтернативному сплайсингу. [ 6 ] Альтернативный сплайсинг позволяет сформировать 60 уникальных транскриптов и 57 уникальных полипептидов. [ 6 ] Независимый сплайсинг 11 экзонов позволяет создавать уникальные цитоплазматические петли, альтернативный сплайсинг также может влиять на Na + кинетика канала, [ 6 ] например, различная проводимость затвора. [ 1 ] Транскрипт зрелой мРНК включает только одну экзонную область C или D и только одну экзонную область K или L, поскольку они кодируют одни и те же или схожие области. [ 6 ] Нейроны, содержащие пара -экзон L, демонстрируют увеличение частоты возбуждения, что связано с увеличением восприимчивости к судорогам. [ 6 ] На кинетику каналов влияет сплайсинг, который не только меняет структуру белка, но и позволяет осуществлять различные модификации, например, дифференциальное связывание кофакторов. [ 7 ]
Известные мутантные варианты
[ редактировать ]В настоящее время известно 117 вариантов аллелей внутри пара- локуса. [ 6 ] некоторые из них упомянуты ниже.
| Мутант | Характеристики | Мутация | Фенотип |
|---|---|---|---|
| к бсс1 | усиление функции | ошибочная замена в S3 HD4 | приводит к судорогам |
| к ГЭФ+ | устойчивая деполяризация в нейронах ГАМК | K→T сбой в S2 HD2 | температурная чувствительность к судорогам |
| к ДС | снижение Na + текущий | Сбой S→R в S1 HD2 | температурная чувствительность к судорогам |
| к JS | уменьшение транскрипции | вставка транспозона в 3'-UTR | средство для подавления приступов |
Белок
[ редактировать ]Эти белки образуют натрий-селективный ионный канал, работа которого основана на электрохимическом градиенте. [ 1 ] Белок состоит из четырех доменов гомологии: HD1, HD2, HD3 и HD4. Каждый домен гомологии имеет шесть альфа-спиральных сегментов, S1-S6. [ 6 ] Небольшая альфа-спиральная область между S5 и S6 известна как канальная пора. Мутации в этой области могут отвечать за селективность ионов. [ 6 ] Цитоплазматическая петля между HD3 и HD4 отвечает за быструю инактивацию и блокирование проводимости. [ 6 ] Датчик напряжения 4 при HD III частично образован экзонами L и K. [ 7 ] Альтернативный сплайсинг в этом месте вызывает разницу в зарядном токе в этом канале. [ 7 ] Экзон L производит 8% переходного тока, который падает до 2% при включении экзона K. [ 7 ]
Функция
[ редактировать ]Паралитик кодирует белковый канал, который переносит ионы натрия в нейроны и активируется в ответ на изменения напряжения на мембране. [ 1 ] распространять потенциал действия . [ 3 ] Паралитический белок обнаружен в грудо-брюшном ганглии, тканях глаза и корковых областях головного мозга. [ 1 ]
Роль в моделях приступов
[ редактировать ]Мухи с определенными мутациями в гене para используются в качестве моделей для изучения судорог и эпилепсии , поскольку они гораздо более склонны к судорогам, чем обычные мухи. [ 4 ] Некоторые из этих мутантных пара -генотипов либо вызывают тяжелую чувствительность к судорогам, либо действуют как супрессоры судорог. [ 6 ] У этих мух-мутантов судороги могут быть вызваны механическим ударом, электрическим током или высокочастотными визуальными раздражителями, такими как стробоскопы.
ряд мутаций у паралитических Описан , которые могут вызывать повышенную чувствительность к судорогам. Некоторые из них, например bss 1 и бсс 2 может быть вызвано единственной точечной мутацией в паралитическом гене, которая делает канал менее способным инактивироваться после активации. [ 4 ]
Понимание генетического и экологического влияния на судороги у мутантных парамух оказалось отслеживаемой системой для понимания сложности моделей судорог у человека. [ 6 ]
Эволюция
[ редактировать ]Потенциал-управляемые натриевые каналы высоко консервативны в разных линиях. Экзоны, в частности, консервативны во многих различных группах видов, что, по-видимому, указывает на их физиологическое значение. [ 7 ] Виды насекомых имеют только один ген натриевого канала, который кодирует эквивалент α-субъединицы млекопитающих. Насекомые, такие как D. melanogaster, используют альтернативный сплайсинг и редактирование РНК для создания различных свойств шлюзования натриевых каналов. [ 8 ]
Человеческие ортологи
[ редактировать ]Наиболее тесно связанными генами с паралитическими у человека являются SCN1A , SCN8A и SCN2A , все из которых являются генами, кодирующими натриевые каналы. [ 1 ] [ 6 ] Мутации у человеческих ортологов связаны с судорожными расстройствами и когнитивными дефектами. [ 9 ] Модели мух можно использовать для изучения ветвей эпилепсии человека, используя мутации GEFS+ в гене SCN1A для нокаута в паралокусе у D. melanogaster . [ 6 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г "Дмел\пара" . ФлайБейс . Проверено 28 марта 2017 г.
- ^ «D. melanogaster chrX: 16 455 230-16 533 368 — Браузер генома UCSC v357» . genome.ucsc.edu . Проверено 22 ноября 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Лоуни К., Кребер Р., Ганецкий Б. (сентябрь 1989 г.). «Молекулярный анализ паралокуса, гена натриевого канала у дрозофилы». Клетка . 58 (6): 1143–54. дои : 10.1016/0092-8674(89)90512-6 . ПМИД 2550145 . S2CID 8375638 .
- ^ Перейти обратно: а б с Паркер Л., Падилья М., Ду Ю, Донг К., Тануе М.А. (февраль 2011 г.). «Дрозофила как модель эпилепсии: bss — это мутация усиления функции гена паранатриевого канала, которая приводит к судорогам» . Генетика . 187 (2): 523–34. дои : 10.1534/genetics.110.123299 . ПМК 3030494 . ПМИД 21115970 .
- ^ «паралитический [Drosophila melanogaster (дрозофила)] – Ген – NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 22 ноября 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м Кролл-младший, Сарас А., Тануе М.А. (декабрь 2015 г.). «Мутации натриевых каналов дрозофилы: вклад в предрасположенность к судорогам» . Экспериментальная неврология . 274 (Часть А): 80–7. doi : 10.1016/j.expneurol.2015.06.018 . ПМЦ 4644469 . ПМИД 26093037 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Лин В.Х., Райт Д.Е., Мураро Н.И., Бейнс Р.А. (сентябрь 2009 г.). «Альтернативный сплайсинг в потенциалзависимом натриевом канале DmNav регулирует активацию, инактивацию и постоянный ток» . Журнал нейрофизиологии . 102 (3): 1994–2006. дои : 10.1152/jn.00613.2009 . ПМЦ 2746785 . ПМИД 19625535 .
- ^ «Паралитик» . www.sdbonline.org . Проверено 22 ноября 2017 г.
- ^ Вирама К.Р., О'Брайен Дж.Э., Мейслер М.Х., Ченг X, Диб-Хадж С.Д., Ваксман С.Г., Талвар Д., Гирираджан С., Эйхлер Э.Э., Рестифо Л.Л., Эриксон Р.П., Хаммер М.Ф. (март 2012 г.). «Погенная мутация SCN8A de novo, выявленная с помощью полногеномного секвенирования семейного квартета, страдающего детской эпилептической энцефалопатией и SUDEP» . Американский журнал генетики человека . 90 (3): 502–10. дои : 10.1016/j.ajhg.2012.01.006 . ПМК 3309181 . ПМИД 22365152 .