Ultrabithorax - Ultrabithorax

„UBX“ přeadresuje tady. Stránka projektu o uživatelských schránkách viz Wikipedia: Uživatelské schránky.
Obrázek 1 - Mutace v genu Ubx vedou k transformaci přídavků v segmentech T2 a T3, což vede k druhé sadě křídel pozorovaných u fenotypu „bithorax“.
Ultrabithorax
4UUS.png
Krystalografická struktura ultrabithoraxu v komplexu s dvouvláknovou DNA.[1]
Identifikátory
OrganismusDrosophila melanogaster
SymbolUbx
Entrez42034
HomoloGene131181
PDB4UUT
RefSeq (mRNA)NM_206497.3
RefSeq (Prot)NP_996219.1
UniProtP83949
Další údaje
Chromozóm3R: 16,64 - 16,75 Mb

Ultrabithorax (Ubx) je a homeobox gen nachází se v hmyzu a používá se při regulaci vzorování v morfogeneze. Existuje mnoho možných produktů tohoto genu, které fungují jako transkripční faktory. Ubx se používá při specifikaci sériově homologních struktur a používá se na mnoha úrovních vývojových hierarchií. v Drosophila melanogaster je vyjádřen ve třetím hrudní (T3) a první břišní (A1) segmenty a potlačuje křídlo formace. Gen Ubx reguluje rozhodnutí týkající se počtu křídel a nohou, které budou mít dospělé mouchy. Vývojová role genu Ubx je dána sestřihem jeho produktu, ke kterému dochází po translaci genu. Specifické sestřihové faktory konkrétní buňky umožňují specifickou regulaci vývojového osudu této buňky vytvořením různých sestřihových variant transkripčních faktorů. v D. melanogaster, nejméně šest různých izoformy Ubx existují.[2]

Mutace genu Ubx povedou k transformaci dorzálních a ventrálních přívěsků třetího hrudního segmentu (T3), který zahrnuje ohlávka a třetí noha, do protějšků na druhém hrudním segmentu (T2). Pokud je Ubx přítomen v T3, zabrání to původnímu osudu segmentu T2. Takové mutace mohou produkovat druhou sadu křídel pozorovanou ve fenotypu bithoraxu.

Struktura

Gen Ubx obsahuje a 5' exon, dva mikroexony, volitelný B prvek a C terminální exon. Délka genomové DNA Ubx je 76 kB a více cDNA délka klonu je 3,2 až 4,6 kb. 5 'exon obsahuje 5'UTR který má 964 základen. Exon terminálu C obsahuje 3'UTR, který má 1580 až 2212 bází.

Cílové geny

Ubx cílí na stovky různých genů v různých fázích roku morfogeneze včetně regulačních genů, jako je transkripční faktory, signalizační komponenty a terminál diferenciace geny.[3] Bylo prokázáno, že Ubx působí na signální molekuly dlouhého dosahu, jakož i na jejich cílové geny a následné geny dále po proudu. Ukázalo se, že funguje na mnoha úrovních regulačních hierarchií, což znamená, že Ubx může být použit jako signál vícekrát ve stejné regulační hierarchii.[4]

Ubx potlačuje vybrané Dpp (Decapentaplegic -aktivované) cílové geny v přední a zadní osa.[5] Bylo identifikováno několik cílových genů Dpp spalt-související, zakrnělé, faktor odezvy na sérum, a achaete-scute.[4] Ubx také potlačuje Bezkřídlý v zadní komoře dorzoventrální osa. Produkty těchto genů se používají při regulaci morfologických znaků mezi křídlem a ohlávka.

Ubx také selektivně potlačuje jeden zesilovač zakrnělých genů v proximodistální ose.

Nařízení

Ubx se aktivuje, když je určitý nedostatek Hrbáč (hb) protein. Významné koncentrace Hunchbacku existují pouze v přední a zadní oblasti embrya, proto je Ubx exprimován pouze ve středních segmentech. Gen hb tedy může hrát důležitou roli při specifikaci hranic exprese Ubx.[6]

Aktivace Ubx zahrnuje několik cispůsobící regulační sekvence, které se nacházejí upstream a downstream od mRNA cap-místa. Tyto oblasti zesilovače mohou aktivovat transkripci Ubx, pokud je k dispozici správná kombinace faktorů. Například se ukázalo, že exprese Ubx ve třetím femuru D. melanogaster je závislá na oblastech zesilovače abx a telefonní ústředna.[7] Transkripční faktory, které se vážou na promotorové místo Ubx, byly purifikovány a bylo prokázáno, že aktivují expresi genu in vitro.[8]

Výraz Ubx je potlačen dlouhá nekódující RNA Bithoraxoid (Bxd) pomocí transkripční interference k umlčení výrazu.[9][10]

Biomateriály Ubx

Kromě toho, že je Ubx dobře známým transkripčním faktorem, se používá k výrobě biomateriálů in vitro. Materiály v makroskopickém měřítku ve formě lan, filmů a fólií lze generovat z rekombinantního proteinu Ubx, který se může samy sestavit za šetrnějších podmínek než jiné proteiny z biomateriálu.[11] Materiály v makro měřítku se samy drží, což jim umožňuje převzít složitější struktury. Kromě toho, že vyžaduje méně drsné podmínky než jiné proteiny, bylo prokázáno, že Ubx se shromažďuje rychleji a při mnohem nižších koncentracích.[11]

Materiály Ubx jsou mechanicky robustní. Změnou průměru vlákna lze pevnost v tahu, přetržení a Youngův modul vyladit na hodnoty řádově větší, což v konečném důsledku změní mechanismus prodloužení.[12]

Reference

  1. ^ PDB: 4UUS​: Foos N, Maurel-Zaffran C, Maté MJ, Vincentelli R, Hainaut M, Berenger H, Pradel J, Saurin AJ, Ortiz-Lombardía M, Graba Y (únor 2015). „Flexibilní rozšíření homeodomény Drosophila ultrabithorax definuje nový režim interakce Hox / PBC“. Struktura. 23 (2): 270–9. doi:10.1016 / j.str.2014.12.011. PMID  25651060.
  2. ^ „FlyBase Gene Report: DmelUbx“. FlyBase. 20. března 2009. Citováno 2009-04-23.
  3. ^ Pavlopoulos A, Akam M (únor 2011). „Hox gen Ultrabithorax reguluje odlišné sady cílových genů v postupných stádiích morfogeneze Drosophila haltere“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 108 (7): 2855–60. Bibcode:2011PNAS..108.2855P. doi:10.1073 / pnas.1015077108. PMC  3041078. PMID  21282633.
  4. ^ A b Weatherbee SD, Halder G, Kim J, Hudson A, Carroll S (květen 1998). „Ultrabithorax reguluje geny na několika úrovních hierarchie vzorování křídel, aby formoval vývoj Drosophila haltere“. Geny a vývoj. 12 (10): 1474–82. doi:10.1101 / gad.12.10.1474. PMC  316835. PMID  9585507.
  5. ^ Capovilla M, Brandt M, Botas J (únor 1994). „Přímá regulace dekapentaplegika pomocí Ultrabithoraxu a jeho role v morfogenezi středního střeva Drosophila“. Buňka. 76 (3): 461–75. doi:10.1016/0092-8674(94)90111-2. PMID  7906203. S2CID  2281193.
  6. ^ White RA, Lehmann R (říjen 1986). "Mezerový gen, hrbáč, reguluje prostorovou expresi Ultrabithoraxu". Buňka. 47 (2): 311–21. doi:10.1016/0092-8674(86)90453-8. PMID  2876779. S2CID  21253378.
  7. ^ Davis GK, Srinivasan DG, Wittkopp PJ, Stern DL (srpen 2007). „Funkce a regulace Ultrabithoraxu v dolních končetinách Drosophila melanogaster“. Vývojová biologie. 308 (2): 621–31. doi:10.1016 / j.ydbio.2007.06.002. PMC  2040266. PMID  17640629.
  8. ^ Biggin MD, Tjian R (červen 1988). "Transkripční faktory, které aktivují promotor Ultrabithorax ve vývojově extrakčních extraktech". Buňka. 53 (5): 699–711. doi:10.1016/0092-8674(88)90088-8. PMID  2897243. S2CID  12199042.
  9. ^ Petruk S, Sedkov Y, Riley KM, Hodgson J, Schweisguth F, Hirose S, Jaynes JB, Brock HW, Mazo A (prosinec 2006). „Transkripce nekódujících RNA bxd podporovaných trithoraxem potlačuje Ubx v cis transkripční interferencí“. Buňka. 127 (6): 1209–21. doi:10.1016 / j.cell.2006.10.039. PMC  1866366. PMID  17174895.
  10. ^ Petruk S, Sedkov Y, Brock HW, Mazo A (2007). „Model pro zahájení mozaikových vzorů genové exprese HOX nekódujícími RNA v časných embryích“. RNA Biology. 4 (1): 1–6. doi:10,4161 / rna.4.1.4300. PMID  17568198.
  11. ^ A b Greer AM, Huang Z, Oriakhi A, Lu Y, Lou J, Matthews KS, Bondos SE (duben 2009). „Ultrabithorax transkripčního faktoru Drosophila se sám sestavuje do proteinových biomateriálů s více morfologiemi“. Biomakromolekuly. 10 (4): 829–37. doi:10.1021 / bm801315v. PMID  19296655.
  12. ^ Huang Z, Lu Y, Majithia R, Shah J, Meissner K, Matthews KS, Bondos SE, Lou J (prosinec 2010). „Velikost určuje mechanické vlastnosti proteinových vláken, která se samy sestavují pomocí transkripčního faktoru Drosophila hox ultrabithorax.“ Biomakromolekuly. 11 (12): 3644–51. doi:10.1021 / bm1010992. PMID  21047055.

externí odkazy