Позиционно-эффектная пестрота
Позиционно-эффектная вариегатность ( PEV ) — это вариегатность, вызванная молчанием гена в некоторых клетках из-за его аномального сопоставления с гетерохроматином посредством переаранжировки или транспозиции . [1] Это также связано с изменениями конформации хроматина . [2]
Обзор
[ редактировать ]Классический пример – дрозофила w. м4 (говорят бело-пестрый-4) транслокация . В этой мутации инверсия помещает белый Х-хромосомы ген рядом с перицентрическим гетерохроматином или последовательностью повторов, которая становится гетерохроматической. [3] В норме ген белого экспрессируется в каждой клетке глаза взрослой дрозофилы, «красных глаз» что приводит к фенотипу . У мутанта w[m4] цвет глаз был пестрым (красно-белый мозаичный), при этом ген белого экспрессировался в некоторых клетках глаз и не экспрессировался в других. Мутация была впервые описана Германом Мюллером в 1930 году. [4] PEV — это инактивация гена, индуцированная гетерохроматином . [5] Подобные феномены подавления генов также наблюдались у S. cerevisiae и S. pombe . [5]
Обычно барьерные последовательности ДНК предотвращают распространение гетерохроматиновой области в эухроматин, но они больше не присутствуют у мух, которые наследуют определенные хромосомные перестройки. [6]
Этимология
[ редактировать ]PEV — это эффект положения , поскольку изменение положения гена от его исходного положения до места, находящегося рядом с гетерохроматической областью, влияет на его экспрессию . [7] Эффектом является пестрота в определенном фенотипе, т.е. появление неравномерных пятен разного цвета из-за экспрессии исходного гена дикого типа в некоторых клетках ткани, но не в других. [8] как это видно на глазах мутировавшей Drosophila melanogaster .
Однако возможно, что в некоторых случаях эффект молчащего гена фенотипически не виден. Впервые PEV был обнаружен у дрозофилы, поскольку это был один из первых организмов, на которых рентгеновское облучение использовалось в качестве индуктора мутаций. [1] Рентгеновские лучи могут вызвать хромосомные перестройки, которые могут привести к ПЭВ. [1]
Механизмы
[ редактировать ]Среди ряда моделей две эпигенетические популярны модели. Одним из них является цис -распространение гетерохроматина за точку разрыва перегруппировки. Транс распространяющая -взаимодействия возникают, когда цис- модель не может объяснить определенные явления. [5]
цис -распространение
[ редактировать ]Согласно этой модели, гетерохроматин вызывает изменение конформации хроматина в эухроматиновой области. Из-за этого транскрипционный аппарат не может получить доступ к гену, что приводит к ингибированию транскрипции. [5] Другими словами, гетерохроматин распространяется и вызывает молчание генов, упаковывая обычно эухроматическую область. [2] Но эта модель не может объяснить некоторые аспекты PEV. Например, пестролистность может быть индуцирована в гене, расположенном на несколько мегабаз от точки разрыва гетерохроматин-эухроматин, из-за перестановок в этой точке разрыва. Кроме того, строгость пестрого фенотипа может быть изменена за счет расстояния гетерохроматической области от точки разрыва. [5]
Это говорит о том, что транс -взаимодействия имеют решающее значение для PEV.
транс -взаимодействия
[ редактировать ]Это взаимодействия между различными гетерохроматическими областями и глобальной хромосомной организацией в интерфазном ядре. [5] Перестройки, вызванные PEV, помещают репортерный ген в новый компартмент ядра, где необходимый транскрипционный аппарат недоступен, тем самым подавляя ген и изменяя структуру хроматина. [2]
Эти два механизма также влияют друг на друга. Какой механизм доминирует и влияет на фенотип, зависит от типа гетерохроматина и сложности перестройки. [5]
Подавление у Drosophila melanogaster
[ редактировать ]Мутации в генах mus являются кандидатами на роль модификаторов PEV, поскольку эти гены участвуют в поддержании и восстановлении хромосом. Структура хромосомы вблизи точки разрыва, по-видимому, является важным фактором, определяющим процесс инактивации гена. Шесть вторых хромосомных мутаций mus были выделены с помощью w м4 . Копию белого гена дикого типа помещали рядом с гетерохроматином. различные мутанты mus Были взяты : mus 201. Д1 , муз 205 Б1 , мышь 208 Б1 , муз 209 Б1 , мышь 210 Б1 , муз 211 Б1 . Поголовье было построено с заменой стандартной Х-хромосомы на w. м4 . Было замечено, что подавление PEV не характерно для mus -мутаций в целом. Только для гомозиготного mus 209 Б1 , 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
[ редактировать ]В мыши
[ редактировать ]У мышей наблюдалась пестрая окраска шерсти. Когда аутосомный участок, несущий ген окраски меха, вставляется в Х-хромосому, вариабельное молчание аллеля наблюдается . Однако пестролистность наблюдается только у самок, имеющих эту вставку вместе с гомозиготной мутацией в исходном гене окраски шерсти. [1] Аллель дикого типа инактивируется из-за гетерохроматинизации. [1]
В растениях
[ редактировать ]У растений PEV наблюдался у Oenothera blandina . Замалчивание эухроматических генов происходит, когда гены помещаются в новое гетерохроматическое соседство. [1]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Элгин, Сара CR; Рейтер, Гюнтер (август 2013 г.). «Разнообразие с эффектом положения, образование гетерохроматина и подавление генов у дрозофилы» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 5 (8): а017780. doi : 10.1101/cshperspect.a017780 . ISSN 1943-0264 . ПМЦ 3721279 . ПМИД 23906716 .
- ^ Jump up to: а б с Ллойд, Ветт К.; Синклер, Дон А.; Грильятти, Томас А. (1 апреля 1999 г.). «Геномный импринтинг и позиционно-эффектная пестролистность у Drosophila melanogaster» . Генетика . 151 (4): 1503–1516. дои : 10.1093/генетика/151.4.1503 . ISSN 0016-6731 . ПМЦ 1460573 . ПМИД 10101173 .
- ^ Фогель, Мартье Дж.; Пейги, Людо; Талхаут, Венди; Ньюланд, Марья; Керховен, Рон М.; ван Стинсел, Бас (29 января 2009 г.). «Картирование перераспределения гетерохроматина с высоким разрешением в модели изменчивости с эффектом положения дрозофилы» . Эпигенетика и хроматин . 2 (1): 1. CiteSeerX 10.1.1.332.4382 . дои : 10.1186/1756-8935-2-1 . ISSN 1756-8935 . ПМЦ 2644302 . ПМИД 19178722 .
- ^ Герман Дж. Мюллер (1930). «Типы видимых изменений, вызванных рентгеновскими лучами у дрозофилы». Журнал генетики . 22 (3). Спрингер Индия: 299–334. дои : 10.1007/BF02984195 . S2CID 40797289 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Вакимото, Барбара Т. (1 мая 1998 г.). «За пределами нуклеосомы: эпигенетические аспекты позиционно-эффектной изменчивости у дрозофилы» . Клетка . 93 (3): 321–324. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81159-9 . ПМИД 9590165 .
- ^ Молекулярная биология клетки . Соединенные Штаты Америки: Garland Science, Taylor & Francisco Group, LLC, подразделение Informa, 711 Third Avenue, New York, NY 10017, US 3 Park Square, Milton Park, Abingdon, OX14 4RN, UK. 2015. с. 195. ИСБН 978-0-8153-4432-2 .
- ^ «позиция-эффект» .
- ^ Тартоф, Кеннет Д.; Хоббс, Шерил; Джонс, Мэрилин (1 июля 1984 г.). «Структурная основа для различных позиционных эффектов». Клетка . 37 (3): 869–878. дои : 10.1016/0092-8674(84)90422-7 . ПМИД 6086148 . S2CID 36914243 .
- ^ Хендерсон, Д.С.; Банга, СС; Грильятти, штат Калифорния; Бойд, Дж. Б. (15 марта 1994 г.). «Чувствительность к мутагенам и подавление пестроты с эффектом положения являются результатом мутаций в mus209, гене дрозофилы, кодирующем PCNA» . Журнал ЭМБО . 13 (6): 1450–1459. дои : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06399.x . ISSN 0261-4189 . ПМЦ 394963 . ПМИД 7907981 .
Дополнительные избранные ссылки
[ редактировать ]- Аагард Л., Лайбле Г., Селенко П., Шмид М., Дорн Р., Шотта Г., Кухфиттиг С., Вольф А., Леберсоргер А., Сингх П.Б., Рейтер Г., Дженувейн Т. (1999). «Функциональные гомологи млекопитающих модификатора PEV Su(var)3-9 дрозофилы кодируют белки, ассоциированные с центромерами, которые образуют комплекс с компонентом гетерохроматина M31» . ЭМБО Дж . 18 (7): 1923–38. дои : 10.1093/emboj/18.7.1923 . ПМЦ 1171278 . ПМИД 10202156 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Бюхнер К., Рот П., Шотта Г., Краусс В., Заумвебер Х., Рейтер Г., Дорн Р. (2000). «Генетическая и молекулярная сложность модификатора изменчивости эффекта положения mod (mdg4) у дрозофилы» . Генетика . 155 (1): 141–57. дои : 10.1093/генетика/155.1.141 . ПМК 1461079 . ПМИД 10790390 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Дорн Р., Краусс В., Рейтер Г., Заумвебер Х. (1993). «Усилитель позиционно-эффектной изменчивости дрозофилы, E(var)3-93D, кодирует белок хроматина, содержащий консервативный домен, общий для нескольких регуляторов транскрипции» . Proc Natl Acad Sci США . 90 (23): 11376–80. Бибкод : 1993PNAS...9011376D . дои : 10.1073/pnas.90.23.11376 . ПМК 47985 . ПМИД 8248257 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Эберт А., Шотта Г., Лейн С., Кубичек С., Краусс В., Дженувейн Т., Рейтер Г. (2004). «Гены Su(var) регулируют баланс между эухроматином и гетерохроматином у дрозофилы» . Генс Дев . 18 (23): 2973–83. дои : 10.1101/gad.323004 . ПМК 534657 . ПМИД 15574598 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Айсенберг Дж.К., Моррис Г.Д., Рейтер Г., Хартнетт Т. (1992). «Белок HP-1, ассоциированный с гетерохроматином, является важным белком у дрозофилы, оказывающим дозозависимое влияние на изменчивость положения» . Генетика . 131 (2): 345–352. дои : 10.1093/генетика/131.2.345 . ПМК 1205009 . ПМИД 1644277 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Дженувейн Т., Лайбле Г., Дорн Р., Рейтер Г. (1998). «Белки домена SET модулируют домены хроматина в эу- и гетерохроматине» . Cell Mol Life Sci . 54 (1): 80–93. дои : 10.1007/s000180050127 . ПМЦ 11147257 . ПМИД 9487389 . S2CID 7769686 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Шотта Г., Эберт А., Краусс В., Фишер А., Хоффманн Дж., Ри С., Дженувейн Т., Дорн Р., Рейтер Г. (2002). «Центральная роль дрозофилы SU (VAR) 3-9 в метилировании гистонов H3-K9 и подавлении гетерохроматического гена» . ЭМБО Дж . 21 (5): 1121–31. дои : 10.1093/emboj/21.5.1121 . ПМК 125909 . ПМИД 11867540 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Чирш Б., Хофманн А., Краусс В., Дорн Р., Корге Г., Рейтер Г. (1994). «Белок, кодируемый геном-супрессором позиционно-эффектной пестролистности дрозофилы Su(var)3-9, объединяет домены антагонистических регуляторов гомеозисных генных комплексов» . ЭМБО Дж . 13 (16): 3822–31. дои : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06693.x . ПМЦ 395295 . ПМИД 7915232 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )