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.