Пестрота с эффектом позиции - Position-effect variegation

Пестрота с эффектом позиции (PEV) это пестрота вызвано отключением звука ген в некоторых клетках из-за его ненормального сопоставления с гетерохроматин через перестановку или транспозиция.[1] Это также связано с изменениями в конформация хроматина.[2]

Обзор

Классическим примером является Дрозофила шм4 (говорите бело-пятнистый-4) перемещение. В этом мутация, инверсия на Х хромосома разместил белый ген рядом с перицентрическим гетерохроматином или последовательность повторов, которая становится гетерохроматической.[3] Обычно белый ген экспрессируется в каждой клетке взрослого Дрозофила глаз, вызывающий красные глаза фенотип. У мутанта w [m4] цвет глаз был пестрым (красно-белая мозаика), где белый ген был экспрессирован в одних клетках глаза и не экспрессировался в других. Мутация была впервые описана Герман Мюллер в 1930 г.[4] PEV - это инактивация гена, индуцированная гетерохроматином.[5] Подобный феномен молчания генов также наблюдался у С. cerevisiae иС. Помбе.[5]

Как правило, барьерные последовательности ДНК предотвращают распространение гетерохроматиновой области в эухроматин, но они больше не присутствуют у мух, наследующих определенные хромосомные перестройки.[6]

Этимология

PEV - это эффект позиции потому что изменение в позиция гена из его исходного положения где-то рядом с гетерохроматической областью имеет эффект на его выражение.[7] Эффект - это пестрота в конкретном фенотипе, то есть появлении нерегулярных пятен разного цвета (ов) из-за экспрессии исходного гена дикого типа в одних клетках ткани, но не в других,[8] как видно в глазах мутировавший Drosophila melanogaster.

Однако возможно, что эффект заглушенного гена в некоторых случаях фенотипически не заметен. PEV впервые наблюдалась в Дрозофила потому что это был один из первых организмов, на которых рентгеновское облучение было использовано в качестве индуктора мутации.[1] Рентген может вызвать хромосомные перестройки, которые могут привести к ПЭВ.[1]

Механизмы

Среди ряда моделей две эпигенетический модели популярны. Один из них СНГ-распространение гетерохроматина после точки разрыва перегруппировки. В транс-взаимодействия приходи, когда цис-модель распространения не может объяснить некоторые явления.[5]

СНГ-распространение

Согласно этой модели, гетерохроматин вызывает измененную конформацию хроматина в эухроматической области. Из-за этого транскрипционный аппарат не может получить доступ к гену, что приводит к ингибированию транскрипции.[5] Другими словами, гетерохроматин распространяется и вызывает молчание генов путем упаковки обычно эухроматической области.[2] Но эта модель не может объяснить некоторые аспекты PEV. Например, пестрота может быть индуцирована в гене, расположенном в нескольких мегабазах от точки разрыва гетерохроматин-эухроматин из-за перестроек в этой точке разрыва. Кроме того, строгость пестрого фенотипа может быть изменена расстоянием гетерохроматической области от точки излома.[5]

Это говорит о том, что транс-взаимодействия имеют решающее значение для PEV.

транс-взаимодействия

Это взаимодействия между различными гетерохроматическими регионами и глобальной хромосомной организацией в межфазном ядре.[5] Перестройки из-за PEV ставят репортерный ген в новом компартменте ядра, где требуемый транскрипционный аппарат недоступен, таким образом подавляя ген и модифицируя структуру хроматина.[2]

Эти два механизма также влияют друг на друга. Какой механизм доминирует, чтобы влиять на фенотип, зависит от типа гетерохроматина и сложности перестройки.[5]

Подавление в Drosophila melanogaster

Мутации в мус гены являются кандидатами в модификаторы PEV, поскольку эти гены участвуют в поддержании и восстановлении хромосом. Хромосомная структура вблизи точки разрыва, по-видимому, является важным детерминантом процесса инактивации гена. Шестисекундная хромосома мус мутации были выделены с помощью wм4. Копию гена белого дикого типа помещали рядом с гетерохроматином. Разные мус Были взяты мутанты: мус201D1, мус205B1, мус208B1, мус209B1, мус210B1, мус211B1. Был построен фонд с заменой стандартной Х-хромосомы на wм4. Было замечено, что подавление PEV не является характеристикой мус мутации в целом. Только для гомозиготных мус209B1пестрота была значительно подавлена. Кроме того, в гомозиготном состоянии 2735 и D-1368 и все гетероаллельные комбинации его мутаций Pcna сильно подавляют PEV.[9]

В других организмах

В мышке

У мышей наблюдалась пестрая окраска шерсти. Когда аутосомный область, несущая ген окраски меха, вставляется в Х-хромосому, вариабельное молчание аллель виден. Однако пестрота наблюдается только у самок, имеющих это прикрепление вместе с гомозиготный мутация в исходном гене окраски шерсти.[1] В дикого типа аллель инактивируется из-за гетерохроматинизации.[1]

В растениях

У растений ПЭВ наблюдали в Oenothera blandina. Молчание эухроматических генов происходит, когда гены помещаются в новое гетерохроматическое соседство.[1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Элгин, Сара C.R .; Рейтер, Гюнтер (август 2013 г.). "Позиционное изменение пестроты, образование гетерохроматина и молчание генов у дрозофилы". Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 5 (8): a017780. Дои:10.1101 / cshperspect.a017780. ISSN  1943-0264. ЧВК  3721279. PMID  23906716.
  2. ^ а б c Lloyd, Vett K .; Sinclair, Don A .; Грильятти, Томас А. (1999-04-01). «Геномный импринтинг и вариэгация с эффектом позиции у Drosophila melanogaster». Генетика. 151 (4): 1503–1516. ISSN  0016-6731. ЧВК  1460573. PMID  10101173.
  3. ^ Vogel, Maartje J .; Пейджи, Людо; Талхаут, Венди; Ньюланд, Марья; Керховен, Рон М .; ван Стинзель, Бас (2009-01-29). «Картирование перераспределения гетерохроматина с высоким разрешением в модели пестролистного эффекта дрозофилы». Эпигенетика и хроматин. 2 (1): 1. CiteSeerX  10.1.1.332.4382. Дои:10.1186/1756-8935-2-1. ISSN  1756-8935. ЧВК  2644302. PMID  19178722.
  4. ^ Герман Дж. Мюллер (1930). «Типы видимых изменений, вызванных рентгеновскими лучами у дрозофилы». Журнал генетики. Springer India. 22 (3): 299–334. Дои:10.1007 / BF02984195.
  5. ^ а б c d е ж грамм Вакимото, Барбара Т. (1998-05-01). «За пределами нуклеосомы: эпигенетические аспекты изменения положения-эффекта у дрозофилы». Клетка. 93 (3): 321–324. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81159-9. PMID  9590165.
  6. ^ Молекулярная биология клетки. Соединенные Штаты Америки: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC, подразделение Informa, 711 Third Avenue, New York, NY 10017, US 3 Park Square, Milton Park, Abingdon, OX14 4RN, Великобритания. 2015. стр. 195. ISBN  978-0-8153-4432-2.
  7. ^ "позиция-эффект".
  8. ^ Тартоф, Кеннет Д.; Хоббс, Шерил; Джонс, Мэрилин (1984-07-01). «Структурная основа для разнообразных позиционных эффектов». Клетка. 37 (3): 869–878. Дои:10.1016/0092-8674(84)90422-7. PMID  6086148.
  9. ^ Хендерсон, Д. С; Banga, S S; Грильятти, Т. А.; Бойд, Дж. Б. (1994-03-15). «Чувствительность к мутагену и подавление пестролистного эффекта положения являются результатом мутаций в mus209, гене дрозофилы, кодирующем PCNA». Журнал EMBO. 13 (6): 1450–1459. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1994.tb06399.x. ISSN  0261-4189. ЧВК  394963. PMID  7907981.

Дополнительные избранные ссылки

внешняя ссылка