X hyperaktivace - X hyperactivation

Hyperaktivace X u mužské Drosophila kompenzuje, že má jeden X chromozom. Před hyperaktivací X (levý panel) má jediný chromozom X u mužů za následek pouze poloviční celkovou genovou expresi než dva chromozomy X u žen. Po hyperaktivaci X (pravý panel) je exprese chromozomu X u mužů zdvojnásobena, což vede k ekvivalentní dávce genu jako u dvou chromozomů X u žen.

X hyperaktivace odkazuje na proces v Drosophila kterým se geny na chromozomu X u mužských mušek stávají dvakrát tak aktivními než geny na chromozomu X u ženských mušek.

Protože mužské mouchy mají jeden chromozom X a ženské mouchy dva chromozomy X, vyšší úroveň aktivace u mužů zajišťuje, že geny X chromozomu jsou celkově exprimovány na stejné úrovni u mužů i žen. Hyperaktivace X je jedním z mechanismů kompenzace dávky, přičemž organismy, které používají genetické systémy určování pohlaví vyrovnejte dávkování genů z pohlavních chromozomů mezi muži a ženami.[1] Hyperaktivace X je regulována pomocí alternativní sestřih genu zvaného sex-smrtící. Gen byl pojmenován sex-smrtící kvůli jeho mutantovi fenotyp který má malý nebo žádný účinek na mužské mouchy, ale vede ke smrti žen v důsledku X hyperaktivace dvou X chromozomů. U žen Drosophila, pohlavně smrtelný protein způsobuje specifické pro ženy sestřih z sex-smrtícígen produkovat více sexuálně smrtícího proteinu. Tím vznikne a smyčka pozitivní zpětné vazby jak sex-smrtící protein spojuje sex-smrtící gen produkovat více sexuálně smrtícího proteinu. U mužů Drosophila, není dostatek sexuálně smrtelných k aktivaci ženské specifické sestřihu sex-smrtící gen a prochází „výchozím“ sestřihem. To znamená, že část genu, která je rozdělena na ženy, zůstává u mužů. Tato část obsahuje dřívější stop kodon což má za následek, že se z něj nevyrábí žádný protein.[2] U žen pohlavně smrtelný protein inhibuje mužský specifický smrtelný (msl) genový komplex, který by se normálně aktivoval Geny vázané na X které vedou k nárůstu u mužů transkripce hodnotit. The msl Genový komplex byl pojmenován kvůli ztrátě funkce mutanta, která má za následek nesprávné zvýšení mužské transkripční rychlosti, která má za následek smrt mužů.[3] U mužů nepřítomnost potřebného množství pohlavně smrtelných umožňuje zvýšení mužské transkripční rychlosti v důsledku msl genový komplex již není inhibován. To umožňuje, aby exprese chromozomu X byla „zdvojnásobena“ nebo hyperaktivována, aby odpovídala množství, které mají ženy, se dvěma chromozomy X.[4]

Druhou kompenzací dávky, která se vyskytuje u savců, je vyvážení X a autosomů. K této regulaci dochází upregulací Xa, což je aktivní X. Upregulace aktivního X ukazuje zvýšení aktivace transkripce a prodloužení. Chromozom X ve srovnání s autosomálním genem obsahuje více tichých genů, které ovlivňují měření míry vlivu aktivních genů. Data RNA-seq byla předem vytvořena a autozomální a X spojené genové výstupy byly významně odlišné. To souhlasí se skutečností, že kompenzace dávky X se týká autosomů. Ztráta chromozomu X vede k aneuploidnímu účinku, který naruší celou buňku Drosophila. Tento účinek vede k narušení MSL (mužský specifický letální) z vazby na jeho cílové místo. Aby se to překonalo, je X chromozom nejprve hyperaktivován. Poté hyperaktivovaný chromozom X usnadňuje inverzi účinku aneuploidie k vytvoření rovnosti genové exprese mezi muži a ženami. Účinek aneuploidie je, když se počet chromozomů zvýší nebo sníží z normálu. Přirozená selekce se u Drosophily vyskytuje efektivně, takže jsou zvýšeny geny, které jsou citlivé na dávku. Geny citlivé na dávku se u jednotlivých druhů liší.

Reference

  1. ^ Birchler JA, Pal-Bhadra M, Bhadra U (březen 2003). "Regulace genu závislá na dávce a kompenzace chromozomu X u mužů Drosophila". Genetica. 117 (2–3): 179–90. doi:10.1023 / a: 1022935927763. PMID  12723697.
  2. ^ Gilbert SF, Barresi MJ (15. června 2016). Vývojová biologie (Jedenácté vydání.). Sunderland, Massachusetts. ISBN  978-1-60535-470-5. OCLC  945169933.
  3. ^ Sun L, Fernandez HR, Donohue RC, Li J, Cheng J, Birchler JA (únor 2013). „Mužský specifický letální komplex v Drosophile působí proti acetylaci histonů a nezprostředkovává kompenzaci dávky“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (9): E808-17. doi:10.1073 / pnas.1222542110. PMC  3587201. PMID  23382189.
  4. ^ Gorman M, Baker BS (Říjen 1994). "Jak mouchy dělají jednu rovnou dvěma: vyrovnání dávky v Drosophile". Trendy v genetice. 10 (10): 376–80. doi:10.1016 / 0168-9525 (94) 90135-x. PMID  7985243.