Zpestření pozičního efektu - Position-effect variegation

Zpestření pozičního efektu (PEV) je zpestření způsobené umlčením a gen v některých buňkách prostřednictvím jeho abnormální juxtapozice s heterochromatin přeskupením nebo transpozice.[1] Je to také spojeno se změnami v chromatinová konformace.[2]

Přehled

Klasickým příkladem je Drosophila wm4 (mluví bíle skvrnitě-4) přemístění. V tomhle mutace, an inverze na X chromozom umístil bílý gen vedle pericentrického heterochromatinu nebo sekvence opakování, která se stává heterochromatickou.[3] Za normálních okolností bílý Gen je exprimován v každé buňce dospělého Drosophila oko vedoucí k efektu červených očí fenotyp. U mutanta w [m4] byla barva očí pestrá (červeno-bílá mozaika zbarvena), kde bílý Gen byl exprimován v některých buňkách v očích, ne v jiných. Mutaci popsal jako první Hermann Muller v roce 1930.[4] PEV je a heterochromatinem indukovaná inaktivace genů.[5] Fenomény umlčování genů podobné tomuto byly také pozorovány u S. cerevisiae aS. pombe.[5]

Bariérové ​​sekvence DNA obvykle zabraňují šíření heterochromatické oblasti do euchromatinu, ale již nejsou přítomny v muškách, které zdědí určité chromozomální přesmyky.[6]

Etymologie

PEV je a poziční efekt protože změna v pozice genu z jeho původní polohy někde poblíž heterochromatické oblasti má účinek na jeho výraz.[7] Výsledkem je zpestření v konkrétním fenotypu, tj. vzhled nepravidelných skvrn různé barvy (barev) v důsledku exprese původního genu divokého typu v některých buňkách tkáně, ale ne v jiných,[8] jak je vidět v oku zmutovaný Drosophila melanogaster.

Je však možné, že účinek umlčeného genu není v některých případech fenotypicky viditelný. PEV byla pozorována poprvé v roce Drosophila protože to byl jeden z prvních organismů, na které bylo jako induktor mutací použito rentgenové záření.[1] Rentgenové záření může způsobit chromozomální přesmyky, které mohou vést k PEV.[1]

Mechanismy

Z řady modelů dva epigenetický modely jsou populární. Jedním z nich je cis- šíření heterochromatinu za hraniční bod přeskupení. The trans-interakce přijít, když cis-model šíření nedokáže vysvětlit určité jevy.[5]

cis- šíření

Podle tohoto modelu si heterochromatin vynutí změněnou konformaci chromatinu v euchromatické oblasti. Z tohoto důvodu transkripční aparát nemůže získat přístup k genu, což vede k inhibici transkripce.[5] Jinými slovy, heterochromatin se šíří a způsobuje umlčení genu zabalením normálně euchromatické oblasti.[2] Tento model ale nedokáže vysvětlit některé aspekty PEV. Například může být vyvolána pestrost v genu umístěném několik megabází od bodu zlomu heterochromatin-euchromatin v důsledku přeskupení v tomto bodě zlomu. Úspornost pestrobarevného fenotypu lze také změnit vzdáleností heterochromatické oblasti od bodu zlomu.[5]

To naznačuje trans-interakce jsou pro PEV zásadní.

trans-interakce

Jedná se o interakce mezi různými heterochromatickými oblastmi a globální chromozomální organizací v interfázovém jádru.[5] Přeskupení kvůli PEV umisťuje reportér gen v novém kompartmentu jádra, kde není k dispozici požadovaný transkripční aparát, což umlčí gen a upraví strukturu chromatinu.[2]

Tyto dva mechanismy se navzájem také ovlivňují. Který mechanismus dominuje k ovlivnění fenotypu závisí na typu heterochromatinu a složitosti přesmyku.[5]

Potlačení v Drosophila melanogaster

Mutace v mus geny jsou kandidáty jako modifikátory PEV, protože tyto geny jsou zapojeny do údržby a opravy chromozomů. Struktura chromozomu v blízkosti bodu zlomu se jeví jako důležitý determinant procesu inaktivace genu. Šest sekund chromozomální mus mutace byly izolovány pomocí wm4. Kopie bílého genu divokého typu byla umístěna v sousedství heterochromatinu. Odlišný mus mutanti, kteří byli vzati, byli: mus201D1, mus205B1, mus208B1, mus209B1, mus210B1, mus211B1. Byl vytvořen kmen s nahrazením standardního X-chromozomu wm4. Bylo pozorováno, že potlačení PEV není charakteristikou mus mutace obecně. Pouze pro homozygotní mus209B1, pestrost byla významně potlačena. Když jsou homozygotní, 2735 a D-1368 a všechny heteroallelické kombinace jeho Pcna mutací také silně potlačují PEV.[9]

V jiných organismech

V myši

U myší byla pozorována pestrobarevná barva srsti. Když autosomální oblast nesoucí gen pro barvu srsti je vložena na X chromozom, variabilní umlčení alela je viděn. Rozmanitost je však pozorována pouze u samice, která má tuto inzerci spolu s a homozygotní mutace v původním genu barvy srsti.[1] The divoký typ alela se deaktivuje kvůli heterochromatinizaci.[1]

V rostlinách

U rostlin byla PEV pozorována u Oenothera blandina. K umlčení euchromatických genů dochází, když se geny umístí do nového heterochromatického sousedství.[1]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F Elgin, Sarah C.R .; Reuter, Gunter (srpen 2013). „Variagace s pozičním efektem, tvorba heterochromatinu a umlčení genů v Drosophile“. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii. 5 (8): a017780. doi:10.1101 / cshperspect.a017780. ISSN  1943-0264. PMC  3721279. PMID  23906716.
  2. ^ A b C Lloyd, Vett K .; Sinclair, Don A .; Grigliatti, Thomas A. (01.04.1999). „Genomický otisk a pestrost vlivu polohy u Drosophila melanogaster“. Genetika. 151 (4): 1503–1516. ISSN  0016-6731. PMC  1460573. PMID  10101173.
  3. ^ Vogel, Maartje J .; Pagie, Ludo; Talhout, Wendy; Nieuwland, Marja; Kerkhoven, Ron M .; van Steensel, Bas (29.01.2009). „Mapování redistribuce heterochromatinu ve vysokém rozlišení v modelu zpestření polohy a účinku Drosophila“. Epigenetika a chromatin. 2 (1): 1. CiteSeerX  10.1.1.332.4382. doi:10.1186/1756-8935-2-1. ISSN  1756-8935. PMC  2644302. PMID  19178722.
  4. ^ Hermann J. Muller (1930). "Typy viditelných variací vyvolaných rentgenovými paprsky v Drosophile". Journal of Genetics. Springer Indie. 22 (3): 299–334. doi:10.1007 / BF02984195.
  5. ^ A b C d E F G Wakimoto, Barbara T (01.05.1998). „Beyond the Nucleosome: Epigenetic Aspects of Position – Effect Variegation in Drosophila“. Buňka. 93 (3): 321–324. doi:10.1016 / S0092-8674 (00) 81159-9. PMID  9590165.
  6. ^ Molekulární biologie buňky. Spojené státy americké: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC, podnik Informa, 711 Third Avenue, New York, NY 10017, USA 3 Park Square, Milton Park, Abingdon, OX14 4RN, Velká Británie. 2015. s. 195. ISBN  978-0-8153-4432-2.
  7. ^ "poziční efekt".
  8. ^ Tartof, Kenneth D .; Hobbs, Cheryl; Jones, Marilyn (01.07.1984). Msgstr "Strukturální základna pro různé efekty polohy". Buňka. 37 (3): 869–878. doi:10.1016/0092-8674(84)90422-7. PMID  6086148.
  9. ^ Henderson, DS; Banga, SS; Grigliatti, TA; Boyd, J B (1994-03-15). "Citlivost mutagenů a potlačení pestrosti pozičního účinku jsou výsledkem mutací v mus209, genu Drosophila kódujícím PCNA". Časopis EMBO. 13 (6): 1450–1459. doi:10.1002 / j.1460-2075.1994.tb06399.x. ISSN  0261-4189. PMC  394963. PMID  7907981.

Další vybrané reference

externí odkazy