Пестрота с эффектом позиции - Position-effect variegation
Пестрота с эффектом позиции ( PEV ) - это пестрота, вызванная заглушением гена в некоторых клетках из-за его ненормального сопоставления с гетерохроматином посредством реаранжировки или транспозиции . Это также связано с изменением конформации хроматина .
Обзор
Классическим примером является транслокация Drosophila w m4 (говорят «бело-пятнистая-4») . В этой мутации , инверсии на Й - хромосоме поместили белый ген рядом с перицентрическим гетерохроматином, или последовательностью повторов , которая становится гетерохроматином. Обычно ген white экспрессируется в каждой клетке глаза взрослой дрозофилы, что приводит к фенотипу красных глаз . У мутанта w [m4] цвет глаз был неоднородным (красно-белая мозаика), где ген white экспрессировался в одних клетках глаз и не экспрессировался в других. Мутация была впервые описана Германом Мюллером в 1930 году. PEV представляет собой инактивацию гена, индуцированную гетерохроматином . Подобные явления подавления генов наблюдались также у S. cerevisiae и S. pombe .
Обычно последовательности барьерной ДНК предотвращают распространение гетерохроматиновой области в эухроматин, но они больше не присутствуют у мух, наследующих определенные хромосомные перестройки.
Этимология
PEV - это эффект положения, потому что изменение положения гена от его исходного положения до места, близкого к гетерохроматической области, влияет на его экспрессию . Эффект заключается в разнообразии определенного фенотипа, т. Е. В появлении нерегулярных пятен разного цвета (ов) из-за экспрессии исходного гена дикого типа в одних клетках ткани, но не в других, как это видно на глаз. из мутантного дрозофилы .
Однако возможно, что эффект заглушенного гена в некоторых случаях фенотипически не виден. PEV был впервые обнаружен у Drosophila, потому что это был один из первых организмов, на которых рентгеновское облучение было использовано в качестве индуктора мутации. Рентгеновские лучи могут вызвать хромосомные перестройки, которые могут привести к ПЭВ.
Механизмы
Среди ряда моделей популярны две эпигенетические модели. Один из них - это цис- распространение гетерохроматина за точку перестройки. В трансе -взаимодействия бывают , когда цис- модель распространения не в состоянии объяснить некоторые явления.
цис- 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. Другими словами, гетерохроматин распространяется и вызывает молчание генов путем упаковки обычно эухроматической области. 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.
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 интерфазном ядре. Перестройки, вызванные PEV, помещают репортерный ген в новый компартмент ядра, где необходимый транскрипционный аппарат недоступен, таким образом подавляя ген и модифицируя структуру хроматина.
Эти два механизма также влияют друг на друга. Какой механизм доминирует, чтобы влиять на фенотип, зависит от типа гетерохроматина и сложности перестройки.
Подавление у Drosophila melanogaster
Мутации в генах mus являются кандидатами в модификаторы PEV, поскольку эти гены участвуют в поддержании и восстановлении хромосом. Хромосомная структура вблизи точки разрыва, по-видимому, является важным фактором, определяющим процесс инактивации гена. Шесть вторых хромосомных мутаций mus были выделены с помощью w m4 . Копию гена белого дикого типа помещали рядом с гетерохроматином. Были взяты различные мутанты mus : mus 201 D1 , mus 205 B1 , mus 208 B1 , mus 209 B1 , mus 210 B1 , mus 211 B1 . Был сконструирован запас с заменой стандартной Х-хромосомы на w m4 . Было замечено, что подавление PEV не является характеристикой мутаций mus в целом. Только для гомозиготного mus 209 B1 пестролистность была значительно подавлена. Кроме того, в гомозиготном состоянии 2735 и D-1368 и все гетероаллельные комбинации его мутаций Pcna сильно подавляют PEV.
В других организмах
В мышке
У мышей наблюдалась пестрая окраска шерсти. Когда аутосомная область, несущая ген окраски меха, вставляется в Х-хромосому, наблюдается различное молчание аллеля . Однако пестрота наблюдается только у самок, имеющих эту вставку вместе с гомозиготной мутацией в исходном гене окраски шерсти. Дикого типа аллель получает инактивируется вследствие гетерохроматинизация.
В растениях
У растений PEV наблюдали у Oenothera blandina . Молчание эухроматических генов происходит, когда гены помещаются в новое гетерохроматическое соседство.
Смотрите также
использованная литература
Дополнительные избранные ссылки
- Aagaard L., Laible G., Selenko P., Schmid M., Dorn R., Schotta G., Kuhfittig S., Wolf A., Lebersorger A., Singh PB, Reuter G., Jenuwein T. (1999). «Функциональные гомологи млекопитающих PEV-модификатора Su (var) 3-9 кодируют центрер-ассоциированные белки, которые образуют комплекс с гетерохроматиновым компонентом М31» . EMBO J . 18 (7): 1923–38. DOI : 10.1093 / emboj / 18.7.1923 . PMC 1171278 . PMID 10202156 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Бюхнер К., Рот П., Шотта Г., Краусс В., Сомвебер Х., Рейтер Г., Дорн Р. (2000). "Генетическая и молекулярная сложность модификатора модификатора пестролистности эффекта положения (mdg4) у дрозофилы" . Генетика . 155 (1): 141–57. DOI : 10.1093 / генетика / 155.1.141 . PMC 1461079 . PMID 10790390 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Дорн Р., Краусс В., Рейтер Г., Сомвебер Х. (1993). «Энхансер вариэгации Drosophila с эффектом положения, E (var) 3-93D, кодирует белок хроматина, содержащий консервативный домен, общий для нескольких регуляторов транскрипции» . Proc Natl Acad Sci USA . 90 (23): 11376–80. Bibcode : 1993PNAS ... 9011376D . DOI : 10.1073 / pnas.90.23.11376 . PMC 47985 . PMID 8248257 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Эберт А., Шотта Г., Лейн С., Кубичек С., Краусс В., Йенувейн Т., Рейтер Г. (2004). «Гены Su (var) регулируют баланс между эухроматином и гетерохроматином у дрозофилы» . Genes Dev . 18 (23): 2973–83. DOI : 10,1101 / gad.323004 . PMC 534657 . PMID 15574598 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Eissenberg JC, Morris GD, Reuter G., Hartnett T. (1992). «Гетерохроматин-ассоциированный белок HP-1 является важным белком у дрозофилы с дозозависимым действием на вариэгацию эффекта положения» . Генетика . 131 (2): 345–352. DOI : 10.1093 / генетика / 131.2.345 . PMC 1205009 . PMID 1644277 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Jenuwein T., Laible G., Dorn R., Reuter G. (1998). «Белки домена SET модулируют домены хроматина в eu- и гетерохроматине». Cell Mol Life Sci . 54 (1): 80–93. DOI : 10.1007 / s000180050127 . PMID 9487389 . S2CID 7769686 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Шотта Г., Эберт А., Краусс В., Фишер А., Хоффманн Дж., Реа С., Йенувейн Т., Дорн Р., Рейтер Г. (2002). «Центральная роль SU (VAR) 3-9 дрозофилы в метилировании гистона H3-K9 и подавлении гетерохроматического гена» . EMBO J . 21 (5): 1121–31. DOI : 10.1093 / emboj / 21.5.1121 . PMC 125909 . PMID 11867540 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Чирш Б., Хофманн А., Краусс В., Дорн Р., Корхе Г., Рейтер Г. (1994). «Белок, кодируемый геном супрессора вариэгации эффекта положения дрозофилы Su (var) 3-9, объединяет домены антагонистических регуляторов гомеотических генных комплексов» . EMBO J . 13 (16): 3822–31. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1994.tb06693.x . PMC 395295 . PMID 7915232 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )