И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 88
Текст из файла (страница 88)
В компактных районах политенных хромосом ДНК не полностью реплицируется, так же как и в прицентромерном гетерохроматине. В блоках компактного хроматина выявляется белок НР-1, являющийся структурным компонентом гетерохроматина. В результате прежде эухроматиновый участок хромосомы становится гетерохроматиновым, т. е, гетерохроматинизируется. Увеличение размеров секторов глаза, состоящих из нсокрашениглх клеток у особей )(Глл25л (а) л прозяженности генетической ииякзивации (б) при понижении температуры до 14 — )й 'С.
Червым прямоугольником обозначен гетерохролзатлл, а — à — яляктлялруеллью гены, Стреляя указывает протяженность лвяктлвяцяи Глот~ 1П ЭФФЕКТЫ ПОЛОЖЕНИЯ ГЕНА Мутагси (л(1)в. э (в (1! и '"~ 1я(1)и Ря хх, ау ,хх х) У хх Иилукпия супрессора Индукция эиханссра Температурно-чувствительный период компактизации приходится на самое начало эмбриональной жизни, т. е.
на то время, когда в хромосомах начинает выявляться гетерохроматин как цитологическая структура. Процесс компактизации имеет три свойства, присущие собственно генетической инактивации при эффекте положения: 1) мозаичность, т. е. в одной клетке участок хромосомы находится в компактном состоянии, в соседней клетке район обнаруживает нормальную эухроматиновую структуру; 2) распространение вдоль по хромосоме от точки соединения эу- и гетерохроматина !см. рис. 10.5); 3) возможность прерывистого распространения.
10.2.5. Модификаторы аффекта положения На степень проявления мозаичного фенотипа влияют многие факторы. Так, низкая температура !14-18 'С, нормальное развитие дрозофнл проходит обычно при температуре 25 "С) резко усиливает генетическую инактивацию, что выражается в увеличении как размеров секторов неокрашеных фасеток, так и протяженности компактизации участков хромосом !рис. ! О.б). Изменение количества гетерохроматина в геноме оказывает существенное влияние на проявление эффекта положения. Легче всего варьировать количество гетерохроматина, изменяя число 1'-хромосом в геноме.
Во-первых, потому, что это самый большой гетерохроматиновый блок в геноме, а во-вторых, У-хромосому легко вводить и удалять с помощью обычных скрещиваний (рис. 10.7). При удалении У-хромосомы !самцы имеют генотип ХО) генетическая инактивация резко усиливается. Добавление дополнительного ге- Схемы скрещиваний, позволяющие получать самцов„не имеющих У-хромосомы !Х()) !а) н имеющих две У-хромосомы (б) терохроматина !самцы ХЩ ослабляет инактивацию. Число у-хромосом в геноме — сильнейший модификатор эффекта положения.
Кроме того, в настоящее время открыты несколько десятков генов, мутации которых могут приводить к усилению или ослаблению генетической инактивации, -- модификаторы эффекта положения. Используют следующую схему получения доминантных усилителей !энхансеров — епЬапсегз, Ел) и ослабителей !супрессоров— ьврргеааогз, 5и) !рис. 10.3). Для экспериментов берут самок из линии с перестройкой, в которой эффект положения проявляется не очень сильно, например, 1л(1)в"" со слабой мозаично- стью гена ю, и скрещивают с мутагенизированными самцами.
Вели индуцируется энхансерная мутация, то среди потомков появляются особи с резко увеличенным мутантным сектором глаза. При индукции супрессорной мутации число неокрашенных фасеток, наоборот, существенно уменьшается. Модификаторы эффекта положения изменяют степень компактности инактивированного участка эухроматина. Низкая температура, удаление гетерохроматина из генома, действие генетических энхансеров резко увеличивают как частоту встречаемости клеток с компактизованными участками хромосом, так и протяженность компактизации. Высокая температура, добавление гетерохроматина и генетичес- Схема скреп)ивания лля получения эихансеров н супрессоров эффекта положения 294 ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Тийгиии 10.1. Характеристики генов-модификаторов эффекта положения мозаичного типа у дрозофилы ('йга1!тайп 1998) Характсристики белков, кадирусмых данным геном ,Хгхггпнайтнгйв е г»йгвггг (ггг Гены Еи(!гггг)2 — 5 Белок 1гр! имеет хромодомьн, хромо-теневой домен и локализован в гстсрохроматинс Белок БЩУЛй)3-З пчеег семь доменов зюга вцпнковые ггальпы».
Лссапиируетъя с гете(гах(гггматинггм и белкам НР ! Белок имеет хромодомсн и БЕТ-домен Белок ггрсдставггяст собой каталнтпчсскую субьсдннппу протепнфосфатазы 1 Компгмкс ОКС (огзйю о! тер1гсайоп сопгР1ех). Ассоциируется с НР1 Белок имеет основные, амина- и карбоксильные дочены, связывается с ДНК и РНК Белок Б-адспозилмстиошгпсиптстаза, Регулирует уровень спермипа Дозовый Регулятор экспрессии генов и'1гйе, г ориг и (г(оо 1 До нгво-чувствителт ныл модификатор генов ю(лм, Ьг омн, егаг (вг и г орга Гомалог гена СЕгС36 — регулятора транскрипции у дрожжей Белок содержит хрочадомен Егг(йги)3-7 Егг(гаг)3-9 Егг1иаг)3 — 6 2-43 пигаггг(о ь.ун(гссггоР иутапии: 1гя(гген иР ттвайвпгя гг3 ж1гйв гггаг(гГгвг а( п4пге Группа генов Ро(усотгб Рвясссивный суггрессаР ггги(айсгг гстппггс 209 РСНА ро!угпсщзс г) ртосеягйипу !ас(от Цамгггггагггггггыс эггхаггсе(гы лга3(пгг(Я4); РОУ.-домен, взаимодействует с мутацией згг(оггу, ассопиируется с эухроматином Активатор транскрипции ЕЕЕ, Регулятор клеточного цикла 6АОА-фактор, ичсст РОУ.-лозгсн, ассоциируется с зухраматином йРОЗ; гггсгоггдеггце ги.гггзгг Е(' аг 13-93(У Е(г аг)3-95Е Еггггггг) 6 г((г г) (гогггх (йе Е(чагу3-64ВС Егйаг)3-64Е Убиктивин-спсцифич .окая протсаза Белок НГЕ; АТР-завнсичая РНК-гсликаза, имеет необычный 1гЕА1З-(!аггел Рвлессивный ДНК-связывающийся белок, знхайсва вовлечен в механизм трансвскпии звив кис супрессоры эффекта положения действуют в противоположном направлении.
После клонирования ДНК многих из известных на сегодня генов-модификаторов, получения антител на кодируемые ими белки и определения локализации этих антител в клетках выяснилась, что многие модификаторы кодируют белки, входящие в состав хромосом (табл. 10.1). Некоторые гены-модификаторы кодируют структурные белки хроматина, другие -- белки. которые могут играть опосредованную роль в регулировании процесса формирования хроматина.
Одним из путей регулирования процессов формирования хроматина является модификация гнстонав, в частности их ацетилирование. Таким образом, мутация, обусловливающая усиление ацетилирования гистонов, должна подавлять проявление эффекта положения. Мутации в других модифицирукяцих белки ферментах и факторах репликацни ДНК могут приводить либо к супрессии, либо к усилению МЭП (см. табл. 10.1).
У дрожжей Е. ссгеи(з(ае мультисубъединичный комплекс ориджина репликации (ОКС) необходим как для репликации ДНК, так и для осуществления глубокой инактивации (сайленсинга) гена та(гпьг (урс (МАГ). Поскольку мутации в разных субьединицах ОКС дают разные эффекты на эти события, полагают, что сайленсинг и начало репликации не зависят друг от друга. У дрозофнлы субъединица ОКС2 локализуется в гетерохроматине и дефекты в ней супрессируют МЭП. Поскольку и у дрожжей, и у дрозафилы в процессы генной инактивации вовлечен один и тот же белковый комплекс, можно полагать, что механизм сайленсинга высококонсервативен. Гзиии гп ОФФЕКТЫ НОЛОХ<ЕНИЛ ГЕНА 295 И наконец„существенное влияние на эффект положения мозаичного типа оказывают мутации генов, кодирующих белки хроматина. Белок НР!, кодируемый геном 5и(раг)2-5, и белок Я)(ЪАК)3-7 являются структурными блоками гетерохроматина.
Утрата любого из этих белков приводит к супрессии МЭП. Напротив. уменьшение количества белков, требуемых для формирования эухроматина, приводит к усилению МЭП (см, табл, 10.1). Примером может быть белок бАбА-фактор, кодируемый геном Ггй)зогах!Йе, который играет большую роль в формировании декомпактизованного активного хроматина. Рассмотрим более подробно характеристики некоторых белков. Белок НР! первоначально был обнаружен главным образом в районах прицентромерного гетерохроматина политенных хромосом дрозофилы, в меньшей степени — в теломерах и некоторых эухроматиновых районж.
Позже были найдены три белка у мыши, имеющие гомологию с НР1: МЗ! (иногда называемый МОР!), М32 (МОО2) и пзНРН . Антитела против МЗ! связываются с районами прицентромерного гетерохроматина в хромосомах как мыши, так и человека. Напротив, антитела против М32 локализуются в зухроматине. Также три белка, имеющие гомологию с НР!, обнаружены у человека: НР!в'", НР!"'и, НР!"-". Белок НР1, состоящий из 206 аминокислотных остатков, на Н-конце имеет специфическую структуру длиной 37 аминокислотных остатков, которая гомологична подобной области ряда других компактизунзщих белков, например из группы РО(УСОМВ, и названа хромо- доменом. У многих других белков также существуют хромодомены.
Все они составляют хромо-суперсемейство белков. Хромодомен имеет так называемый гидрофобный карман, который скорее всего участвует в белок-белковых взаимодействиях. Мутации, связанные с заменой аминокислот в гидрофобном кармане в белках НР1 и РО(.УСОМВ, нарушают ассоциации белков в хромосомах. В карбоксильном участке многих белков из хромо-суперсемейства найден второй домен — хрочо-теневой. Этот домен нужен для того, чтобы НР1-белок связывался с гетерохроматином, в частности, он необходим для взаимодействия между НР! и другими бел«ачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
