In situ hybridisering mot mRNA av gap gener knirps, Krüppel och jätte i Drosophila melanogaster tidiga embryot. Paneler visar också hur dessa gener påverkas av mutationen brakeless (bks).
Krüppel är en gap-gen i Drosophila melanogaster , belägen på 2R-kromosomen, som kodar för en zinkfinger C2H2-transkriptionsfaktor . Gap-gener arbetar tillsammans för att fastställa insektens främre-bakre segmentmönstring genom reglering av transkriptionsfaktorn som kodar parregelgener . Dessa gener reglerar i sin tur segmentpolaritetsgener . Krüppel betyder "krympling" på tyska, uppkallad efter det förlamade utseendet av mutanta larver, som har misslyckats med att utveckla korrekta bröst- och främre segment i bukregionen. Mutanter kan också ha bukspegeldupliceringar.
Krüppel uttrycks i embryots centrum under det cellulära blastoderms utvecklingsstadium. Dess uttrycksmönster är begränsat till denna domän till stor del genom interaktioner med generna med maternal effekt Bicoid och Nanos , och andra gap-genen Hunchback och Knirps.
Bikoid maternal transkript deponeras vid den främre änden av embryot, medan Nanos maternal transkript är belägna i den bakre delen. Hunchback mRNA-transkript finns i hela embryot. Bicoid och Nanos kodar båda för morfogen som har motsatt effekt på Hunchback mRNA-översättning – Bicoid aktiverar translation, medan Nanos undertrycker den. Som sådan översätts Hunchback- mRNA så att Hunchback- protein är närvarande i koncentrationsgradienten som minskar längs den främre – bakre axeln. Denna Hunchback- gradient resulterar indirekt i en främre gräns för Knirps uttryck. Andra faktorer inducerar en bakre gräns, så att Knirps uttrycks i en rand i den bakre delen av embryot.
Hunchback och Knirps är båda transkriptionsfaktorer som reglerar Krüppels uttryck. Höga nivåer av Hunchback hämmar uttryck, medan låga nivåer av Hunchback aktiverar uttryck. Knirps fungerar som en repressor för att hämma uttryck. Detta resulterar i att Krüppel uttrycks i en rand i mitten av embryots AP-axel, där Hunchback-koncentrationen har sjunkit till en tillräckligt låg nivå för att den ska kunna fungera som en aktivator, men Knirps är ännu inte närvarande för att hämma . På detta sätt kan de initiala gradienterna av morfogen leda till etableringen av en specifik region inom blastodermen. Det kan jämföras med ett filter med smal bandbredd inom teknik.
Effekter av Krüppel -uttryck
Krüppel - proteinet är en transkriptionsfaktor och har visat sig fungera som en repressor . Den fungerar i samarbete med andra gapgener och deras lokaliserade proteinprodukter för att reglera uttrycket av de primära parregelgenerna – även överhoppade ( eve ), håriga ( h ) och runt. Det har postulerats att Krüppel hämmar kvällens uttryck för att skapa den bakre gränsen för aftonrand två, och bevis har också hittats för att Krüppel är en spelare specifikt i bildandet av hårig rand 7. Expressionsmönstren för parregelgenen kommer i sin tur att reglera segmentpolaritetsgener, vilket gör Krüppel väsentlig för korrekt utveckling längs den främre bakre axeln och segmentidentiteten.
Diagram vid Davidson College - ett Drosophila-embryo på cellulär blastoderm-stadiet trippelmärkt för tre segmenteringsproteiner inklusive Krüppel (i blått) Hairy (grön) och Giant (röd).
