Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Почему эмбрион не путается в генах

30.09.2009 Наука и жизнь

Активность генов, формирующих части тела зародыша, зависит от их не сильный сотрудничеств с белками-регуляторами.

Развитие эмбриона любого животного определяется ответственной группой генов, каковые именуются гомеозисными, либо Hox-генами. Они в буквальном смысле определяют замысел будущего тела: где быть рукам, где – ногам, где будет голова, где на голове будут антенны (в случае если мы говорим о насекомых) и т. д. Известная мутация, в то время, когда у дрозофилы вместо антенн на голове вырастают ноги, связана именно с гомеозисными генами.

У различных животных имеется собственные комплекты Hox-генов (у дрозофилы таких генов всего 8, а у человека – 40), но функционируют они во многом по сходным правилам. К примеру, они включаются в строго определённом порядке: сперва срабатывают те, каковые несут ответственность за формирование органов и головы на ней, после этого те, каковые несут ответственность за грудь, и в последнюю очередь запускаются «задне-хвостовые» Hox.

Голова плодовой мушки мутанта и дикого типа с нарушенной работой гена Antennapedia.Почему эмбрион не путается в генах Вместо антенны выросли ноги! Фото: F. Rudolph Turner, Indiana University (США).

Двухклеточный зародыш млекопитающего. (Фото Dr. David Phillips / Visuals Unlimited / Corbis.) В случае если из генов личинок дрозофилы удалить участки не сильный сотрудничества с Hox-белком (внизу), то такие гены начнут трудиться хуже. (Фото David Stern / HHMI.)‹ ›

Сходство в функционировании и строении гомеозисных генов поставило перед биологами тайную, которую они много лет никак не могли дать добро. Как Hox-гены определяют замысел строения организма? Они кодируют белки, именуемые транскрипционными факторами, чья работа – регулировать активность вторых генов. Транскрипционный фактор садится на ДНК и тем самым мешает либо оказывает помощь молекулярной машине, которая снимает РНК-копию с гена (а РНК-копия, как мы знаем, нужна для синтеза белка).

Hox-гены – один из наибольших уровней управления, факторам транскрипции, каковые они кодируют, «подвластны» гены, несущие ответственность за формирование различных частей тела, целых органов. Разумеется, что у различных Hox-белков должны быть собственные характерные мишени, другими словами одни из них должны связываться «генами головы», другие – с «генами груди» и т. д. Тайная же была в том, что, в то время, когда начали изучать специфичность Hox-белков, оказалось, что все они одинаково связываются с любым из «подведомственных» генов.

Другими словами протеиновый фактор, несущий ответственность за появление головы, с однообразной силой взаимодействовал как с генами-строителями головы, так и с генами-строителями задней части тела. Но, в случае если гены-управляющие в однообразной степени связываются со всеми генами-исполнителями, как достигается работы и специфичность тех и других в различных отделах эмбриона?

Проблему удалось решить Дэвиду Стерну (David Stern), Ричарду Манну (Richard Mann) и их сотрудникам из Медицинского института и Колумбийского университета Говарда Хьюза. Как выяснилось, биологи всё это время упускали из виду, что Hox-белки смогут слабо связываться ещё с дополнительными участками ДНК. Главное слово тут «слабо», по причине того, что в поле зрения исследователей были такие последовательности в генах-«исполнителях», с которыми транскрипционные факторы связывались очень сильно – как раз такие последовательности искали в геноме и как раз их внимательно изучали.

В статье в Cell авторы обрисовывают регуляторные последовательности другого рода, каковые собраны совместно по нескольку штук, образуя кластеры связывания (уточним, что речь заходит о кластерах ДНК-последовательностей, относящихся к одному гену, а не о кластере нескольких генов). Белки-управляющие при помощи дополнительных молекул-кофакторов, каковые оказывают помощь им распознавать определённые участки в ДНК, взаимодействуют с кластером «не сильный» последовательностей и включают связанный с ними ген. Сущность тут в том, что в случае если в кластере таких последовательностей будет мало (либо по большому счету одна вещь), то никакого результата не будет, белок-управляющий не сможет передвинуть генетический тумблер.

Разумеется, что применяя не сильный сотрудничества белка и ДНК, возможно осуществить узкую настройку генетической активности. Так возможно не только по отдельности регулировать работу различных генов-исполнителей, но и по-различному активировать одного и того же исполнителя в различных участках тела.

К примеру, возможно представить, что в клетках грудного отдела у некоего гена будет больше участков не сильный сотрудничества, чем в клетках хвостового отдела, и в следствии в груди он будет трудиться активнее, чем в хвосте. Эффект будет зависеть и от количества самого управляющего Hox-белка, и, помимо этого, такое сотрудничество легче поддаётся влиянию со стороны окружающих условий, к примеру, температуры.

Не смотря на то, что исследователи трудились лишь с одним из Hox-генов, имеется все основания считать, что такой же механизм применяют и другие представители этого семейства. Более того, авторы работы высказывают предположение, что не сильный сотрудничества по большому счету смогут играться весьма громадную роль в управлении генами – однако такие сотрудничества в большинстве случаев недооценивают и не всегда кроме того подмечают. Быть может, как раз в них кроется ключ к тому, дабы обучиться руководить собственным генетическим аппаратом, в том числе и в медицинских целях.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Гены эмбрионов отредактируют: ученые нашли лекарство от наследственных заболеваний


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,