Неспецифическая регуляция генной активности. Компенсация дозы генов у дрозофилы.

Неспецифическая регуляция генной активности может проявиться на разных уровнях организации генетического материала (генном, хромосомном, геномном).
Примером неспецифической регуляции на генном уровне может служить потеря активности любого гена, попавшего в гетерохроматин, при этом наблюдается так называемый «эффект положения генов». Так, у гетерозиготных самок w+/w проявляется аллель white из-за потери активности нормального аллеля вследствие переноса его в прицентромерный гетерохроматин с помощью инверсии.

Примером регуляции активности генов на хромосомном уровне является потеря активности генов в половом хроматине, т.е. в гетерохроматизированных половых хромосомах. Факультативная гетерохроматизация достигается в этих хромосомах за счет плотной упаковки хроматина. Вследствие такой конденсации гены, локализованные в этих половых хромосомах, не транскрибируются,

В ходе развития может быть инактивирован и весь геном. Удиплоидных самцов мучнистого червеца Planococcus cirti теряют активность все «отцовские» хромосомы, которые также, как и половые хромосомы у млекопитающих, способны к факультативной гетерохроматизации. Самцы этого вида имеют эухроматиновый материнский набор хромосом и гетерохроматиновый гаплоидный набор, полученный от отца, в то время как у самок активны оба набора хромосом, поэтому самцы мучнистого червеца, несмотря на наличие диплоидного набора хромосом, функционально гаплоидны.

неспецифическая регуляция генной активности

Гетерохроматизироваться могут все хромосомы диплоидного организма (например, в эритроцитах у кур).
У многих видов Х- и У-хромосомы резко различны по величине и по набору генов. В связи с этим дозы генов, локализованных в Х-хромосоме, у особей разных полов различны. Существуют механизмы компенсации доз этих генов.

У дрозофилы единственная Х-хромосома самца направляет синтез такого же количества генных продуктов, как и обе функционально активные Х-хромосомы самки. На цитологических препаратах пол итенных хромосом она выглядит значительно более рыхлой, чем Х-хромосомы самки или аутосомы. Повышенная разрыхленность структуры хромосом, как известно, тесно коррелирует с более высоким уровнем транскрипции. Кроме того,в Х-хромосоме самца обнаружено повышенное содержание негистоновых (регуляторных) белков, составляющее порвдка 80% от такового в двух Х-хромосомах самки.

Оказалось, что с Х-хромосомами самцов ассоциированы специфические MSL-белки (продукты генов msl- I,msl-2, msl-3nmle), которые в виде комплекса с белком MOF связываются со множеством участков Х-хромосомы и тем самым обеспечивают ее декомпактизацию. Кроме MSL-белков, важная роль в процессе декомпактизации Х-хромосомы принадлежит специфически модифицированным гистонам H4Act6. Структурно они отличаются от обычных гистонов Н4 наличием ацетильного остатка у лизина в 16-м положении молекулы Н4. Полный набор MSL-белков ассоциируется с Х-хромосомой самца, происходит ацетилирование лизина в молекулах гистонов Н4 и, как следствие, повышается уровеньдекомпактизации этой хромосомы и активность ее транскрипции.

Процесс лозовой компенсации так же, как и детерминация пола, у дрозофилы контролируется геном Sxi, продукт которого, по-видимому, взаимодействует в первую очередь с геном msl-2: в отсутствие продукта гена Sxt происходит экспрессия гена msl-2.

«Включающий» формирование пола по женскому типу ген Sxl подавляет в Х-хромосомах транскрипцию мРНК гена msl-2. В результате белок MSL2 не синтезируется, из-за чего не образуется полноценный комплекс MSL-белков и MOF-белка, Вследствие этого модификация гистонов Н4, необходимая для дополнительной декомпактизации ДНК, не происходит.

- Читать далее "Компенсация дозы генов у млекопитающих. Современная теория инактивации Х-хромосомы."

Оглавление темы "Генные и хромосомные мутации.":
1. Регуляция транскрипции у прокариот. Негативная и позитивная регуляция генной активности.
2. Специфическая регуляция генной активности. Методы регуляции генной активности.
3. Неспецифическая регуляция генной активности. Компенсация дозы генов у дрозофилы.
4. Компенсация дозы генов у млекопитающих. Современная теория инактивации Х-хромосомы.
5. Регуляция генной активности на уровне репликации. Трансляционная и посттрансляционная регуляция генной активности.
6. Мутации. Теоритические основы мутационной изменчивости.
7. Геномные мутации. Гаплоидия. Полиплоидия.
8. Анеуплоидия. Нуллисомия. Моносомия. Полисемия.
9. Хромосомные мутации. Делеции. Дупликации.
10. Инверсии хромосом. Транслокации хромосом.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: