Биторакс комплекс - Bithorax complex

Homeobox экспрессия гена в Drosophila melanogaster

В Комплекс Bithorax (BX-C) один из двух Drosophila melanogaster   гомеотический ген комплексы, расположенные на правом плече хромосомы 3.[1] Он отвечает за дифференциацию задних двух третей (задней грудной клетки и каждого абдоминального сегмента) мухи за счет регуляции трех генов внутри комплекса: Ультрабиторакс (Ubx), брюшной A (abd-A), и Брюшной B (Abd-B).[2][3][4]

Полное удаление этого комплекса приводит к поражению задних сегментов Дрозофила эмбрион становится копией второго грудного сегмента.[5]

История

Первой выделенной гомеотической мутацией была биторакс (bx) мутант в 1915 году Кэлвином Бриджесом,[6] который позже был проработан и лучше охарактеризован как кластер генов Эдвардом Б. Льюисом.[5] Льюис обнаружил, что BX-C содержит гены, кодирующие белки, контролирующие уровни грудного и абдоминального развития, и предположил, что по крайней мере четыре из этих генов регулируются цис-регуляторными элементами, а также отдельным локусом (Polycomb), который действует как а репрессор.[5] Однако последующие исследования показали, что комплекс содержит только три гена, которые по-разному экспрессируются в каждом парасегменте.[7] Работа Льюиса над BX-C принесла ему Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1995 г.[8]

Информация о генах

Комплекс генов расположен на правом плече хромосомы 3 рядом с другим комплексом гомеотических генов, Антеннапедический (Antp) комплекс.[1] Он имеет длину более 300 т.п.н. и содержит девять различных цис-регуляторных доменов.[2] Три единицы транскрипции, Ubx, abd-A, и Abd-B, равномерно распределены по комплексу.[6] Эмбрион-мутант с тройным нокаутом Ubx, abd-A, и Abd-B имеет фенотип, который идентичен фенотипу эмбриона с полной делецией BX-C, что позволяет предположить, что три единицы транскрипции являются единственными функциональными единицами, кодирующими белок в комплексе.[3] Это было подтверждено, когда в 1995 году в конечном итоге был секвенирован весь комплекс.[2] Только около 1,4% последовательности BX-C кодируют белки.[2]

Удаление всего комплекса приводит к гибели эмбриона на поздних стадиях развития.[5] Он также показывает изменения сегментации кутикулы эмбриона, при этом все сегменты брюшной полости и третий грудной сегмент напоминают второй грудной сегмент.[5] Отдельные мутации внутри комплекса также приводят к сегментарным изменениям, хотя и не таким драматичным, как полное удаление комплекса.[9]

Узор

BX-C контролирует дифференциальное формирование паттерна заднего грудного сегмента (T3) и всех 8 брюшных сегментов (A1-A8) Дрозофила.[10] Во время эмбрионального развития регуляция экспрессии BX-C происходит на уровне единиц, называемых парасегментами. Парасегменты слегка смещены с анатомическими сегментами, каждый из которых состоит из задней части одного сегмента и передней части соседнего сегмента.[10]

Паттерны экспрессии генов BX-C, специфичные для парасегментов, контролируются большими и сложными цис-регуляторные регионы.[4][7] Было идентифицировано 9 функционально различных цис-регуляторных субдоменов: abx / bx, bxd / pbx, iab-2, iab-3, iab-4, iab-5, iab-6, iab-7 и iab-8, 9. Они расположены вдоль хромосомы в том же порядке, что и парасегменты, в которых действуют.[2][4] Мутации с потерей функции одного субдомена приведут к тому, что целевой парасегмент станет копией парасегмента, который непосредственно перед ним.[5][9]

Рекомендации

  1. ^ а б McGinnis W, Levine MS, Hafen E, Kuroiwa A, Gehring WJ (март 1984 г.). «Консервативная последовательность ДНК в гомеотических генах комплексов Drosophila Antennapedia и bithorax». Природа. 308 (5958): 428–33. Bibcode:1984Натура.308..428М. Дои:10.1038 / 308428a0. PMID  6323992.
  2. ^ а б c d е Martin CH, Mayeda CA, Davis CA, Ericsson CL, Knafels JD, Mathog DR, et al. (Август 1995 г.). «Полная последовательность биторакс-комплекса дрозофилы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 92 (18): 8398–402. Bibcode:1995ПНАС ... 92.8398М. Дои:10.1073 / пнас.92.18.8398. ЧВК  41164. PMID  7667301.
  3. ^ а б Казанова Дж., Санчес-Эрреро Е., Бустурия А., Мората Г. (октябрь 1987 г.). «Двойные и тройные мутантные комбинации биторакс-комплекса дрозофилы». Журнал EMBO. 6 (10): 3103–9. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1987.tb02619.x. ЧВК  553750. PMID  14650432.
  4. ^ а б c Дункан I (1987-12-01). «Биторакс комплекс». Ежегодный обзор генетики. 21 (1): 285–319. Дои:10.1146 / annurev.ge.21.120187.001441. PMID  3327467.
  5. ^ а б c d е ж Льюис Э.Б. (декабрь 1978 г.). «Генный комплекс, контролирующий сегментацию у дрозофилы». Природа. 276 (5688): 565–70. Bibcode:1978Натура 276..565л. Дои:10.1038 / 276565a0. PMID  103000.
  6. ^ а б Маэда РК, Карч Ф (январь 2009 г.). «Биторакс-комплекс дрозофилы - исключительный Hox-кластер». Актуальные темы биологии развития. 88: 1–33. Дои:10.1016 / S0070-2153 (09) 88001-0. PMID  19651300.
  7. ^ а б Маэда РК, Карч Ф. (апрель 2006 г.). "Азбука BX-C: объяснение комплекса биторакса". Разработка. 133 (8): 1413–22. Дои:10.1242 / dev.02323. PMID  16556913.
  8. ^ «Все Нобелевские премии по физиологии и медицине». NobelPrize.org. Получено 2019-11-27.
  9. ^ а б Бендер В., Акам М., Карч Ф., Бичи П.А., Пайфер М., Шпирер П. и др. (Июль 1983 г.). «Молекулярная генетика комплекса Bithorax у Drosophila melanogaster». Наука. Springer Нидерланды. 221 (4605): 23–9. Дои:10.1007/978-1-4020-6345-9_14. ISBN  9781402063435. PMID  17737996.
  10. ^ а б Льюис Э.Б. (декабрь 1978 г.). «Генный комплекс, контролирующий сегментацию у дрозофилы». Природа. 276 (5688): 565–70. Bibcode:1978Натура 276..565л. Дои:10.1038 / 276565a0. PMID  103000.