Modern till zygotisk övergång
Maternal to zygotic transition ( MZT , även känd som Embryonic Genome Activation ) är det stadium i embryonal utveckling under vilken utveckling kommer under exklusiv kontroll av det zygotiska genomet snarare än moderns (ägg) genom. Ägget innehåller lagrat maternellt genetiskt material mRNA som kontrollerar embryonutvecklingen fram till början av MZT. Efter MZT tar det diploida embryot över genetisk kontroll. Detta kräver både zygotisk genom (ZGA) och nedbrytning av moderns produkter. Denna process är viktig eftersom det är första gången som det nya embryonala genomet används och faderns och moderns genom används i kombination (dvs olika alleler kommer att uttryckas ). Det zygotiska genomet driver nu embryonutvecklingen.
MZT anses ofta vara synonymt med midblastula transition (MBT), men dessa processer är i själva verket distinkta. Emellertid sammanfaller MBT ungefär med ZGA i många metazoer och kan därför dela några gemensamma regleringsdrag. Till exempel föreslås båda processerna regleras av det nukleocytoplasmatiska förhållandet . MBT avser strikt förändringar i cellcykeln och cellmotilitet som inträffar precis före gastrulation . I de tidiga klyvningsstadierna av embryogenes sker snabba delningar synkront och det finns inga "gap"-stadier i cellcykeln . Under dessa stadier finns det också liten eller ingen transkription av mRNA från det zygotiska genomet , men zygotisk transkription krävs inte för att MBT ska inträffa. Cellulära funktioner under tidig klyvning utförs i första hand av moderns produkter - proteiner och mRNA bidrog till ägget under oogenesen .
Zygotisk genomaktivering
För att påbörja transkriptionen av zygotiska gener måste embryot först övervinna tystnaden som har etablerats . Orsaken till denna tystnad kan bero på flera faktorer: kromatinmodifieringar som leder till repression, brist på adekvat transkriptionsmaskineri eller brist på tid under vilken betydande transkription kan inträffa på grund av de förkortade cellcyklerna. Bevis för den första metoden gavs av Newport och Kirschners experiment som visar att nukleocytoplasmatiskt förhållande spelar en roll för att aktivera zygotisk transkription . De föreslår att en definierad mängd repressor packas in i ägget och att den exponentiella amplifieringen av DNA vid varje cellcykel resulterar i titrering av repressorn vid lämplig tidpunkt. Faktum är att i Xenopus- embryon där överskott av DNA introduceras, börjar transkriptionen tidigare. På senare tid har bevis visats att transkription av en undergrupp av gener i Drosophila försenas med en cellcykel i haploida embryon . Den andra mekanismen för förtryck har också behandlats experimentellt. Prioleau et al. visar att genom att introducera TATA-bindande protein (TBP) i Xenopus oocyter kan blockeringen av transkription delvis övervinnas. Hypotesen att förkortade cellcykler kan orsaka repression av transkription stöds av observationen att mitos gör att transkriptionen upphör. Den allmänt accepterade mekanismen för initiering av embryonala genreglerande nätverk hos däggdjur är att det finns flera vågor av MZT. Hos mus sker den första av dessa i zygoten, där uttryck av några banbrytande transkriptionsfaktorer gradvis ökar uttrycket av målgener nedströms. Denna induktion av gener leder till en andra stor MZT-händelse
Rensning av mammans utskrifter
För att eliminera bidraget från moderns genprodukter till utvecklingen måste maternalt tillförda mRNA brytas ned i embryot . Studier i Drosophila har visat att sekvenser i 3' UTR av maternala transkript medierar deras nedbrytning. Dessa sekvenser känns igen av regulatoriska proteiner som orsakar destabilisering eller nedbrytning av transkripten. Nyligen genomförda studier på både zebrafisk och Xenopus har hittat bevis på en roll för mikroRNA vid nedbrytning av moderns transkript. I zebrafisk uttrycks mikroRNA miR- 430 vid början av zygotisk transkription och riktar sig mot flera hundra mRNA för deadenylering och nedbrytning. Många av dessa mål är gener som uttrycks moderligt. På liknande sätt, i Xenopus , har miR-430 ortolog miR-427 visats rikta moder- mRNA för deadenylering . Specifikt inkluderar miR-427-mål cellcykelregulatorer som Cyclin A1 och Cyclin B2 .