Genomikus lenyomat

A genomikus imprinting egy epigenetikai folyamat, amelyben bizonyos gének expressziója attól függően megy végbe, hogy az allélok melyik szülőtől származnak . A benyomott gének által meghatározott tulajdonságok öröklődése Mendel szerint nem fordul elő . Az imprinting DNS-metiláció révén valósul meg a promotereknél , ami a géntranszkripció blokkolását eredményezi . A lenyomatozott gének általában klasztereket alkotnak a genomban . [1] Néhány gének benyomódását a genomban kimutatták rovaroknál , emlősöknélés virágos növények .

Áttekintés

A diploid szervezetekben a szomatikus sejtek a genom két másolatát hordozzák . Ezért minden autoszomális gént két kópia, allél képvisel, amelyeket az anyai és apai szervezetből nyernek megtermékenyítés eredményeként. A túlnyomó számú gének esetében az expresszió mindkét allélból egyszerre történik. Az emlősökben azonban a gének kevesebb mint egy százaléka van bevésve, ami azt jelenti, hogy csak egy allél fejeződik ki. [2] Az, hogy melyik allél fejeződik ki, az allélt biztosító szülőszervezet nemétől függ. Például az IGF2 (inzulinszerű növekedési faktor) gén esetében csak az apától örökölt allél expresszálódik. [3]

Az "imprinting" szót először a Pseudococcus nipae rovarban észlelt jelenségek leírására használták . [4] A pszeudokokcidákban ( Homoptera, Coccoidea ) a hímek és a nőstények megtermékenyített petékből fejlődnek ki. Nőkben az összes kromoszóma eukromatikus és működőképes marad, míg a férfiakban egy haploid kromoszómakészlet a zigóta hatodik osztódása után heterokromatikussá válik , és a legtöbb szövetben az is marad, tehát a hímek funkcionálisan haploidok. [5] [6] [7] A rovaroknál az imprinting események általában a genom elcsendesedését jelentik a hímeknél, ezért részt vesznek a nemi meghatározási folyamatokban . Emlősökben a genomikus imprinting folyamatok szerepet játszanak a szülői gén allélek közötti funkcionális egyenlőtlenségben. [nyolc]

Felfedezési előzmények

Az első kísérleteket, amelyek különbséget találtak az apától vagy az anyától kapott kromoszómák között, a Philadelphiában [9] és Cambridge -ben [10] dolgozó tudósok szinte egyidejűleg végezték 1984 -ben .

Öt évvel később David Haig Oxfordból azt feltételezte, hogy az apai gének felelősek a méhlepény kialakulásáért, az anyai gének pedig az embrionális sejtek differenciálódásáért a szövetek és szervek képződésében. Ebből arra a következtetésre jutott, hogy a petefészek, sőt az erszényes állatok nem rendelkezhetnek apai vagy anyai génekkel. Ezt a következtetést kísérletileg megerősítették. [11] De Haig kutatása csak a bevésődés egyes eseteit magyarázza meg. [12] [13]

Mechanizmus

A génimprintinget DNS - metilezési eljárással , valamint hisztonok polikombás represszor komplexekkel történő módosításával hajtják végre [14] . Ha az imprinting valamilyen oknál fogva nem működik, az genetikai rendellenességek megjelenéséhez vezethet - például Prader-Willi szindrómához [15] , Beckwith-Wiedemann és Russell-Silver szindrómához , valamint számos más rendellenességhez . 16] . Ezenkívül az imprinting elvesztése az egyik oka annak, hogy a szomatikus sejtmag-transzferrel (SCNT-módszer (szomatikus sejtmag-transzfer)) az állatok klónozása alacsony hatékonyságú, és hozzájárul a klónozott embriókban megfigyelt fejlődési rendellenességekhez [17] [18].

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Nukleinsavak: A-tól Z-ig / B. Appel [et al.]. - M. : Binom: Tudáslaboratórium, 2013. - 413 p. - 700 példány.  - ISBN 978-5-9963-0376-2 .
  2. ↑ Wilkinson, Lawrence S.; William Davies és Anthony R. Isles. Genomiális imprinting hatások az agy fejlődésére és működésére  (angol)  // Nature Reviews Neuroscience  : Journal. - 2007. - november ( 8. évf. , 11. sz.). - P. 832-843 . - doi : 10.1038/nrn2235 . — PMID 17925812 .
  3. ↑ DeChiara, Thomas M.; Elizabeth J. Robertson és Argiris Efstratiadis. Az egér inzulinszerű növekedési faktor II génjének szülői lenyomata  (angol)  // Cell  : Journal. - Cell Press , 1991. - február ( 64. kötet , 4. szám ). - P. 849-859 . — PMID 1997210 .
  4. ↑ Schrader, Franz. A Pseudococcus nipæ  (neopr.) kromoszómái  // Biological Bullitin. - 1921. - május ( 40. köt. , 5. sz.). - S. 259-270 . - doi : 10.2307/1536736 .
  5. ↑ Barna, DNy; U.Nur. Heterokromatikus kromoszómák a kokcidákban  (angol)  // Science  : Journal. - 1964. - 1. évf. 145 . - 130-136 . o . - doi : 10.1126/tudomány.145.3628.130 . — PMID 14171547 .
  6. ↑ Hughes-Schrader, S. Coccids (Coccoïdea-Homoptera) citológiája  (neopr.)  // Advances in Genetics. - 1948. - T. 35 , 2. sz . - S. 127-203 . — PMID 18103373 .
  7. ↑ Nur, U. Teljes genomok heterokromatizálása és euchromatizációja pikkelyes rovarokban (Coccoidea: Homoptera  )  // Dev. Suppl. : folyóirat. - 1990. - P. 29-34 . — PMID 2090427 .
  8. ↑ Feil, Robert Feil; Frederic Berger. A genomi lenyomat konvergens evolúciója növényekben és emlősökben  //  Trends in Genetics : folyóirat. - Cell Press , 2007. - április ( 23. kötet , 4. szám ). - P. 192-199 . - doi : 10.1016/j.tig.2007.02.004 . — PMID 17316885 .
  9. ↑ McGrath J., Solter D. 1984. Az egérembriogenezis befejezéséhez mind az anyai, mind az apai genomra szükség van. Cell 37, 179-183.
  10. ↑ Barton SC, Surami MAH, Norris ML 1984. Apai és anyai genomok szerepe az egér fejlődésében. Nature 311, 374-376.
  11. ↑ Haig D., Westoby M. 1989. Szülőspecifikus génexpresszió és a triploid endospermium. American Naturalist 134: 147-155.
  12. ↑ Hurst LD, McVean GT 1997. Az uniparentális diszómiák növekedési hatásai és a genomi imprinting konfliktuselmélete. Trends in Genetics 13: 436-443.
  13. ↑ Hurst LD 1997. A genomi imprinting evolúciós elméletei. In: Reik W., Surani A. (szerk.), Genomic imprinting, p. 211-237. Oxford University Press, Oxford.
  14. ↑ Weaver, JR és Bartolomei, MS (2014). A genetikai imprinting kromatin szabályozói. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Gene Regulatory Mechanisms, 1839(3), 169-177. doi : 10.1016/j.bbagrm.2013.12.002 PMC 3951659
  15. ↑ Horsthemke B. 1997. Imprinting in the Prader-Willi / Angelman syndrome region on human chromosome 15. In: Reik W., Surani A. (eds), Genomic imprinting, p. 177-190. Oxford University Press, Oxford.
  16. ↑ Elbracht M, Mackay D, Begemann M, Kagan KO, Eggermann T. Disturbed genomic imprinting and its relevance for human reproduction: okok és klinikai következmények. Hum Reprod frissítés. 2020;26(2):197-213. doi : 10.1093/humupd/dmz045 PMID 32068234
  17. ↑ A genomi lenyomatozási akadály leküzdése javítja az emlős klónozást . Letöltve: 2020. június 20. Az eredetiből archiválva : 2020. június 20.
  18. ↑ Wang LY, Li ZK, Wang LB és mások. (2020). A belső H3K27me3 imprinting akadályok leküzdése javítja az implantáció utáni fejlődést a szomatikus sejt nukleáris transzfer sejtes őssejt után. S1934-5909(20) 30212-5. doi : 10.1016/j.stem.2020.05.014 PMID 32559418

Irodalom



  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák