Гомеотический белок бикоид
| Гомеотический белок бикоид | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | BCD | ||
| Uniprot | P09081 | ||
| |||
Гомеотический белок бикоид кодируется BCD материнского эффекта геном у дрозофилии . гомеотического концентрации Градиент . белка Бикоид был первым белком, который, как продемонстрировал, действует как морфоген . [ 2 ] Хотя бикоид важен для развития дрозофилы и других высших диптеранов, [ 3 ] Он отсутствует у большинства других насекомых, где его роль выполняется другими генами. [ 4 ] [ 5 ]
Роль в осевой паттерне
[ редактировать ]МРНК бикоида активно локализуется до передней фруктовой мухи во время оогенеза [ 6 ] вдоль микротрубочек [ 7 ] моторным белком dynein , [ 8 ] и сохраняется там через связь с кортикальным актином . [ 9 ] Перевод бикоида регулируется его 3' -UTR и начинается после осаждения яиц. Диффузия и конвекция в синцитии продуцируют экспоненциальный градиент бикоидного белка [ 2 ] [ 10 ] Примерно в течение одного часа, после чего концентрации ядерных ядерных ядерных концентраций остаются приблизительно постоянными посредством клеточности. [ 11 ] Альтернативная модель предлагает образование градиента мРНК бикоидной мРНК в эмбрионе вдоль корковых микротрубочек, которые затем служат матрицей для трансляции бикоидного белка с образованием градиента бикоида белка. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Бикоидный белок подавляет трансляцию хвостовой мРНК и усиливает транскрипцию генов переднего зазора, включая горбун, ортоденцел и подмотки.
Структура и функция
[ редактировать ]
Bicoid является одним из немногих белков, который использует свой гомеодомен для связывания как ДНК, так и РНК -мишеней для регуляции их транскрипции и трансляции соответственно. Гомеодомен с нуклеиновой кислотой бикоида был решен ЯМР . [ 15 ] BICOID содержит богатый аргинином мотив (часть спирали, показанную аксиально в этом изображении), который аналогичен тому, что обнаружено в REV белка ВИЧ и необходимо для связывания нуклеиновой кислоты. [ 16 ]
Образование градиента белка бикоида является одним из самых ранних шагов в эмбрионе эмбриона фруктовой мухи. Правильная пространственная экспрессия нижестоящих генов зависит от надежности этого градиента к общим вариациям между эмбрионами, в том числе в количестве депо, охлаждаемых материнскими бикоидными мРНК и размером с яйца. Сравнительные филогенетические [ 17 ] и экспериментальная эволюция [ 18 ] Исследования предполагают неотъемлемый механизм для надежного генерации масштабированного градиента бикоида. Механизмы, которые были предложены для реализации этого масштабирования, включают нелинейную деградацию бикоида, [ 19 ] удержание ядер как зависимый от размера регулятор эффективного коэффициента диффузии бикоида белка, [ 10 ] [ 20 ] и масштабирование цитоплазматической потоковой передачи. [ 10 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Little SC, Tkačik G, Kneeland TB, Wieschaus EF, Gregor T (март 2011 г.). «Образование градиента морфогена бикоида требует движения белка из передней локализованной мРНК» . PLOS Биология . 9 (3): E1000596. doi : 10.1371/journal.pbio.1000596 . PMC 3046954 . PMID 21390295 .
- ^ Jump up to: а беременный Driever W, Nüsslein-Volhard C (июль 1988 г.). «Бикоидный белок определяет положение у эмбриона дрозофилы в зависимости от концентрации». Клетка . 54 (1): 95–104. doi : 10.1016/0092-8674 (88) 90183-3 . PMID 3383245 . S2CID 18830552 .
- ^ Грегор Т., МакГрегор А.П., Висчаус Эф (апрель 2008 г.). «Форма и функция градиента морфогена бикоида у видов Dipteran с эмбрионами разного размера» . Биология развития . 316 (2): 350–358. doi : 10.1016/j.ydbio.2008.01.039 . PMC 2441567 . PMID 18328473 .
- ^ Chouard T (ноябрь 2008 г.). «Дарвин 200: под поверхностью» . Природа . 456 (7220): 300–303. doi : 10.1038/456300a . PMID 19020592 .
- ^ Schröder R (апрель 2003 г.). «Гены ортодопьеры и горбуна заменили бикоид в The Tribolium Thribolium». Природа . 422 (6932): 621–625. Bibcode : 2003natur.422..621S . doi : 10.1038/nature01536 . PMID 12687002 . S2CID 4406927 .
- ^ Сент-Джонстон Д., Дривер В., Берлет Т., Ричштейн С., Носслейн-Вольхард С. (1989). «Многочисленные шаги в локализации бикоидной РНК на передний полюс дрозофилы ооцита ». Разработка . 107 : 13–19. doi : 10.1242/dev.107.suplement.13 . PMID 2483989 .
- ^ Pokrywka NJ, Stephenson EC (сентябрь 1991 г.). «Микротрубочки опосредуют локализацию бикоидной РНК во время оогенеза Drosophila» . Разработка . 113 (1): 55–66. doi : 10.1242/dev.113.1.55 . PMID 1684934 .
- ^ Weil TT, Forrest KM, Gavis ER (август 2006 г.). «Локализация бикоидной мРНК в поздних ооцитах поддерживается постоянным активным транспортом» . Ячейка развития . 11 (2): 251–262. doi : 10.1016/j.devcel.2006.06.006 . PMID 16890164 .
- ^ Weil TT, Parton R, Davis I, Gavis ER (июль 2008 г.). «Изменения в привязке мРНК бикоидной мРНК выделяют консервативные механизмы во время перехода ооцитов к эмбрио» . Текущая биология . 18 (14): 1055–1061. Bibcode : 2008cbio ... 18.1055w . doi : 10.1016/j.cub.2008.06.046 . PMC 2581475 . PMID 18639459 .
- ^ Jump up to: а беременный в Hecht I, Rappel WJ, Levine H (февраль 2009 г.). «Определение масштаба градиента морфогена бикоида» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (6): 1710–1715. Bibcode : 2009pnas..106.1710H . doi : 10.1073/pnas.0807655506 . PMC 2644102 . PMID 19190186 .
- ^ Грегор Т., Висчаус Э.Ф., МакГрегор А.П., Биалек В., Танк Д.В. (июль 2007 г.). «Стабильность и ядерная динамика градиента морфогена бикоида» . Клетка . 130 (1): 141–152. doi : 10.1016/j.cell.2007.05.026 . PMC 2253672 . PMID 17632061 .
- ^ Frigerio G, Burri M, Bopp D, Baumgartner S, Noll M (декабрь 1986 г.). «Структура гена сегментации в паре и ген Drosophila PRD, набор как часть генной сети». Клетка . 47 (5): 735–746. doi : 10.1016/0092-8674 (86) 90516-7 . PMID 2877746 . S2CID 9658875 .
- ^ Спирова А., Фахми К, Шнайдер М., Фрей Е., Нолл М., Баумгартнер С (февраль 2009 г.). «Образование градиента морфогена бикоида: градиент мРНК диктует градиент белка» . Разработка . 136 (4): 605–614. doi : 10.1242/dev.031195 . PMC 2685955 . PMID 19168676 .
- ^ Fahmy K, Akber M, Cai X, Koul A, Hayder A, Baumgartner S (2014). «αtubulin 67C и NCD необходимы для установления корковой микротрубочной сети и образования градиента мРНК бикоида у дрозофилы» . Plos один . 9 (11): E112053. BIBCODE : 2014PLOSO ... 9K2053F . doi : 10.1371/journal.pone.0112053 . PMC 4229129 . PMID 25390693 .
- ^ Baird-Titus JM, Clark-Baldwin K, Dave V, Caperelli CA, MA J, Rance M (март 2006 г.). «Структура раствора нативного гомеодомена K50, связанного с консенсусным сайтом DNA-связывания TAATCC». Журнал молекулярной биологии . 356 (5): 1137–1151. doi : 10.1016/j.jmb.2005.12.007 . PMID 16406070 .
- ^ Niessing D, Driever W, Sprenger F, Taubert H, Jäckle H, Rivera-Pomar R (февраль 2000 г.). «Положение 54 гомеодомана определяет транскрипционную и трансляционную контроль с помощью бикоида». Молекулярная клетка . 5 (2): 395–401. doi : 10.1016/s1097-2765 (00) 80434-7 . HDL : 11858/00-001M-0000-0028-A069-9 . PMID 10882080 .
- ^ Грегор Т., МакГрегор А.П., Висчаус Эф (апрель 2008 г.). «Форма и функция градиента морфогена бикоида у видов Dipteran с эмбрионами разного размера» . Биология развития . 316 (2): 350–358. doi : 10.1016/j.ydbio.2008.01.039 . PMC 2441567 . PMID 18328473 .
- ^ Cheung D, Miles C, Kreitman M, Ma J (январь 2014 г.). «Адаптация шкалы длины и амплитуда профиля градиента бикоида для достижения надежного паттерна у аномально больших эмбрионов Drosophila melanogaster» . Разработка . 141 (1): 124–135. doi : 10.1242/dev.098640 . PMC 3865754 . PMID 24284208 .
- ^ Эльдар А., Розин Д., Шило Бз, Баркай Н. (октябрь 2003 г.). «Самостоятельная деградация лиганда лежит в основе надежности градиентов морфогена» . Ячейка развития . 5 (4): 635–646. doi : 10.1016/s1534-5807 (03) 00292-2 . PMID 14536064 .
- ^ Гримм О, Висчаус Э (сентябрь 2010 г.). «Бикоидный градиент формируется независимо от ядер» . Разработка . 137 (17): 2857–2862. doi : 10.1242/dev.052589 . PMC 2938918 . PMID 20699297 .