MADS doboz

A MADS-box ( MADS-box ) egy konzervált nukleotidszekvencia , amely a MADS - domént kódolja , amellyel a fehérjék a DNS -hez kötődnek . A fehérjék MADS doménje a CC[A/T] 6 GG szekvenciát tartalmazó DNS-hez kötődik , rövidítve CArG-box [1] . A legtöbb ezt a domént tartalmazó fehérje transzkripciós faktor , és befolyásolja a génexpressziót [1] [2] . A különböző kutatók eltérő adatokat adnak a MADS-box hosszáról, de általában körülbelül 168-180 bázispár, vagyis a benne kódolt MADS-domén 56-60 aminosavból áll [3] [4] [5 ] [6] . Bizonyíték van arra, hogy a MADS domén a topoizomeráz II típusú fehérjeszekvenciából fejlődött ki , amelyről úgy gondolják, hogy az összes élő eukarióta közös ősében volt [7] .

Az összes MADS-box szekvenciát tartalmazó gén egyetlen MADS-box géncsaládba egyesül [8] .

A név eredete

Az első felfedezett MADS-box gén a Saccharomyces cerevisiae bimbózó élesztőgombából [9] származó ARG80 volt , de akkor még senki sem sejthette, hogy egy nagy géncsalád része. A család később kapta a nevét. Ez a család [8] első négy tagja nevének kezdőbetűinek rövidítése (az ARG80 kivételével ):

Elosztás

A MADS-box géneket szinte minden vizsgált eukarióta esetében megtalálták [7] . Az állatok és gombák genomja általában 1-5 MADS-box gént tartalmaz, míg a virágos növények genomja több mint százat tartalmaz [11] [12] . A MADS fehérjéknek két típusa van: SRF-szerű, vagy I-es típusú MADS fehérjék, és MEF2-szerű ( MYOCYTE-ENHANCER-FACTOR2 ), vagy II-es típusú MADS fehérjék [7] [13] . A gombákban és állatokban található SRF-szerű fehérjéknek van egy második konzervált doménje, a SAM domén (első betűkkel SRF, ARG80, MCM1) [14] . Az állati és gombás MEF2-szerű fehérjék egy további konzervált domént, a MEF2 -t tartalmaznak [14] .A növényi MEF2-szerű MADS fehérjéket MIKC fehérjéknek is nevezik, ami a konzervált domének elsődleges szerkezetében elfoglalt helyzetével függ össze. A MADS domént (M) az Intervening domén (I), majd a Keratin-like domén (K) követi, és a fehérje a C-terminálison (C) végződik [11] .

A MADS gének funkciói

A MADS fehérjéknek számos különböző funkciója van. Állatokban a MADS-box gének részt vesznek az izomfejlődésben, és szabályozzák a sejtosztódást és a differenciálódást [14] . A gombákban ezeknek a géneknek a funkciói nagyon változatosak: a feromonokra adott választól az arginin metabolizmusáig [14] .

A növényekben a MADS-box gének irányítják az összes főbb fejlődési programot, beleértve a hím és nőstény gametofiták beindulását , az embriófejlődést és a magok érését, valamint a gyökér-, virág- és gyümölcsképződést [11] [12] .

A virágos növények egyes MADS-box génjei a homeotikus állati génekhez hasonló homeotikus aktivitással rendelkeznek [8] . Így számos MADS-box gén (például AGAMOUS és DEFICIENS ) részt vesz a virágszervek beindításában és fejlődésében az ABC modellnek megfelelően [15] .

A MADS-box gének másik funkciója a virágzási idő meghatározása. Az Arabidopsis thaliana -ban a SOC1 [16] és a Flowering Locus C [17] ( FLC ) MADS fehérjék fontos szerepet játszanak a virágzási időt meghatározó külső és belső tényezőktől származó információk integrálásában. Ezen gének munkája szükséges ahhoz, hogy a növény a megtermékenyítés és a magfejlődés legkedvezőbb körülményei között virágozzon.

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 West AG, Shore P., Sharrocks AD DNS-kötés MADS-box transzkripciós faktorokkal: a molekuláris mechanizmus a differenciális DNS-hajlításhoz   // Mol . sejt. Biol. : folyóirat. - 1997. - május 1. ( 17. évf. , 5. sz.). - P. 2876-2887 . — PMID 9111360 .
  2. ↑ Svensson, Mats. Szabályozó funkciókkal rendelkező növényi géncsalád evolúciója a fejlődésben; tanulmányok a Picea abiesről és a Lycopodium annotinumról  (angolul)  : folyóirat. - Uppsala University, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Biology, Department of Evolutionary Biology, 2000. - Vol. Doktori értekezés . — ISBN 91-554-4826-7 .
  3. ↑ Ma, KW et al. (2005) A myocita 2-es faktor acetilezése p300-zal fokozza DNS-kötő aktivitását, transzkripciós aktivitását és miogén differenciálódását. Mol. sejt. Biol. 25, 3575-3582
  4. ↑ Lamb, RS and Irish, VF (2003) Funkcionális eltérés az APETALA3/PISTILLATA virágos homeotikus génvonalakon belül. Proc. Natl. Acad. sci. USA 100, 6558-6563
  5. ↑ Lu, SH et al. (2007) A Taihangia rupestris (Rosaceae) két AGAMOUS-szerű MADS-box génje független pályákat tár fel a C és D osztályú virágos homeotikus funkciók fejlődésében. Evol. dev. 9, 92-104
  6. ↑ Nam, J. et al. (2003) A növények virágfejlődését szabályozó MADS-box géncsalád ókora és evolúciója. Mol. Biol. Evol. 20, 1435-1447
  7. ↑ 1 2 3 Gramzow L, Ritz MS, Theissen G: A MADS-domain transzkripciós faktorok eredetéről. Trends Genet 2010, 26:149-153.
  8. ↑ 1 2 3 Schwarz-Sommer Z, Huijser P, Nacken W, Saedler H, Sommer H: Virágfejlődés genetikai szabályozása homeotikus génekkel az Antirrhinum majusban. Science 1990, 250:931-936
  9. ↑ Dubois E, Bercy J, Descamps F, Messenguy F: A Saccharomyces cerevisiae vegetatív növekedéséhez nélkülözhetetlen két új gén jellemzése: nukleotidszekvencia meghatározása és kromoszómatérképezés. Gene 1987, 55:265-275.
  10. ↑ Sommer H., Beltrán JP, Huijser P., Pape H., Lönnig WE, Saedler H., Schwarz-Sommer Z. Deficiens, egy homeotikus gén, amely részt vesz a virágmorfogenezis szabályozásában Antirrhinum majusban: a fehérje homológiát mutat a transzkripcióval tényezők  // EMBO  J. : folyóirat. - 1990. - 1. évf. 9 , sz. 3 . - P. 605-613 . — PMID 1968830 .
  11. ↑ 1 2 3 Becker A, Theissen G: A MADS-box gének főbb kládjai és szerepük a virágos növények fejlődésében és evolúciójában. Mol Phylogenet Evol 29:464-489 (2003).
  12. ↑ 1 2 Gramzow L, Theissen G. Útmutató stopposoknak a MADS növények világába. Genome Biol. 2010;11:214
  13. ↑ Alvarez-Buylla ER, Pelaz S, Liljegren SJ, Gold SE, Burgeff C, Ditta GS, de Pouplana LR, Martinez-Castilla L, Yanofsky MF: Egy ősi MADS-box génduplikáció történt a növények és állatok divergenciája előtt. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97:5328-5333.
  14. ↑ 1 2 3 4 Shore P, Sharrocks Kr. u. A MADS-box transzkripciós faktorcsalád. Eur J Biochem. 1995 Apr 1;229(1):1-13
  15. ↑ Coen ES, Meyerowitz EM. Az örvék háborúja: a virágfejlődést irányító genetikai kölcsönhatások. Természet. 1991 Sep 5;353(6339):31-7
  16. ↑ Onouchi H., Igeño MI, Périlleux C., Graves K., Coupland G. Mutagenesis of Plants Overexpressing CONSTANS Demonstrates Novel Interactions among Arabidopsis Flowering-Time Genes  // Plant Cell  : Journal  . - 2000. - Vol. 12 , sz. 6 . - P. 885-900 . - doi : 10.1105/tpc.12.6.885 . — PMID 10852935 .
  17. ↑ Michaels SD, Amasino RM FLOWERING LOCUS C egy új MADS domén fehérjét kódol, amely a virágzás represszoraként működik  // Plant Cell  : Journal  . - 1999. - 1. évf. 11 , sz. 5 . - P. 949-956 . - doi : 10.1105/tpc.11.5.949 . — PMID 10330478 .