Position-effekt variation
Position-effect variegation ( PEV ) är en variation som orsakas av tystnad av en gen i vissa celler genom dess onormala sammanställning med heterokromatin via omarrangemang eller transposition . Det är också förknippat med förändringar i kromatinkonformation .
Översikt
Det klassiska exemplet är Drosophila w m4- translokationen (talar vit-fläckig-4) . I denna mutation placerade en inversion på X-kromosomen den vita genen bredvid pericentriskt heterokromatin, eller en sekvens av upprepningar som blir heterokromatisk. Normalt uttrycks den vita genen i varje cell i det vuxna Drosophila- ögat, vilket resulterar i en fenotyp med röda ögon . I w[m4]-mutanten var ögonfärgen brokig (röd-vit mosaikfärgad) där den vita genen uttrycktes i vissa celler i ögonen och inte i andra. Mutationen beskrevs först av Hermann Muller 1930. PEV är en heterokromatininducerad geninaktivering . Gentystnadsfenomen liknande detta har också observerats hos S. cerevisiae och S. pombe .
Vanligtvis förhindrar barriär-DNA-sekvenserna den heterokromatiska regionen från att spridas in i eukromatinet, men de finns inte längre i flugorna som ärver vissa kromosomförändringar.
Etymologi
PEV är en positionseffekt eftersom förändringen i position av en gen från dess ursprungliga position till någonstans nära en heterokromatisk region har en effekt på dess uttryck . Effekten är variationen i en viss fenotyp, dvs. uppkomsten av oregelbundna fläckar av olika färg(er), på grund av uttrycket av den ursprungliga vildtypsgenen i vissa celler i vävnaden men inte i andra, som ses i ögat av muterad Drosophila melanogaster .
Det är dock möjligt att effekten av den tystade genen inte är fenotypiskt synlig i vissa fall. PEV observerades först i Drosophila eftersom det var en av de första organismerna på vilka röntgenstrålning användes som en mutationsinducerare. Röntgenstrålar kan orsaka kromosomförändringar som kan resultera i PEV.
Mekanismer
Bland ett antal modeller är två epigenetiska modeller populära. Den ena är cis - spridningen av heterokromatinet förbi omlagringsbrytpunkten. Trans - interaktionerna kommer in när den cisspridande modellen inte kan förklara vissa fenomen.
cis -spridning
Enligt denna modell tvingar heterokromatinet en förändrad kromatinkonformation på den eukromatiska regionen. På grund av detta kan transkriptionsmaskineriet inte komma åt genen som leder till hämning av transkription. Med andra ord sprids heterokromatinet och orsakar gentystnad genom att packa den normalt eukromatiska regionen. Men denna modell misslyckas med att förklara vissa aspekter av PEV. Till exempel kan variation induceras i en gen som är belägen flera megabaser från heterokromatin-eukromatinbrytpunkten på grund av omarrangemang i den brytpunkten. Även stramheten hos den brokiga fenotypen kan ändras av avståndet mellan den heterokromatiska regionen från brytpunkten.
Detta tyder på att trans -interaktioner är avgörande för PEV.
trans- interaktioner
Dessa är interaktioner mellan de olika heterokromatiska regionerna och den globala kromosomorganisationen i interfaskärnan. Omarrangemang på grund av PEV placerar reportergenen i ett nytt fack i kärnan där det transkriptionsmaskineri som krävs inte är tillgängligt, vilket tystar genen och modifierar kromatinstrukturen.
Dessa två mekanismer påverkar också varandra. Vilken mekanism som dominerar för att påverka fenotypen beror på typen av heterokromatin och omarrangemangets intrikata.
Dämpning i Drosophila melanogaster
Mutationerna i mus- gener är kandidaterna som PEV-modifierare, eftersom dessa gener är involverade i kromosomunderhåll och reparation. Kromosomstrukturen i närheten av brytpunkten verkar vara en viktig determinant för geninaktiveringsprocessen. Sex andra kromosomala mus- mutationer isolerades med wm4 . En kopia av vildtypsvit gen placerades intill heterokromatin. De olika mus- mutanterna som togs var: mus 201 D1 , mus 205 B1 , mus 208 B1 , mus 209 B1 , mus 210 B1 , mus 211 B1 . Ett lager konstruerades med ersättning av standard X-kromosom med wm4 . Det observerades att undertryckandet av PEV inte är ett kännetecken för musmutationer i allmänhet. Endast för homozygot mus 209 B1 var variationen signifikant undertryckt. Dessutom, när homozygot, 2735 och D-1368 och alla heteroalleliska kombinationer av dess Pcna-mutationer undertrycker kraftigt PEV.
I andra organismer
I mus
Hos mus har varierande pälsfärg observerats. När en autosomal region som bär en pälsfärgsgen sätts in på X-kromosomen, ses variabel tystnad av allelen . Variegation observeras emellertid endast hos honan som har denna insättning tillsammans med en homozygot mutation i den ursprungliga pälsfärgsgenen. Vildtypsallelen blir inaktiverad på grund av heterokromatinisering .
I växter
I växter har PEV observerats i Oenothera blandina . Tystnaden av eukromatiska gener uppstår när generna placeras i en ny heterokromatisk stadsdel.
Se även
Ytterligare valda referenser
-
Aagaard L., Laible G., Selenko P., Schmid M., Dorn R., Schotta G., Kuhfittig S., Wolf A., Lebersorger A., Singh PB, Reuter G., Jenuwein T. (1999). "Funktionella däggdjurshomologer av Drosophila PEV-modifieraren Su(var)3-9 kodar för centromerassocierade proteiner som komplexbinder med heterokromatinkomponenten M31" . EMBO J . 18 (7): 1923–38. doi : 10.1093/emboj/18.7.1923 . PMC 1171278 . PMID 10202156 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Buchner K., Roth P., Schotta G., Krauss V., Saumweber H., Reuter G., Dorn R. (2000). "Genetisk och molekylär komplexitet hos positionseffektvariationsmodifieraren mod(mdg4) i Drosophila" . Genetik . 155 (1): 141–57. doi : 10.1093/genetics/155.1.141 . PMC 1461079 . PMID 10790390 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Dorn R., Krauss V., Reuter G., Saumweber H. (1993). "Förstärkaren av positionseffektvariation av Drosophila, E(var)3-93D, kodar för ett kromatinprotein som innehåller en konserverad domän som är gemensam för flera transkriptionella regulatorer" . Proc Natl Acad Sci USA . 90 (23): 11376–80. Bibcode : 1993PNAS...9011376D . doi : 10.1073/pnas.90.23.11376 . PMC 47985 . PMID 8248257 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Ebert A., Schotta G., Lein S., Kubicek S., Krauss V., Jenuwein T., Reuter G. (2004). "Su(var)-gener reglerar balansen mellan euchromatin och heterochromatin i Drosophila" . Genes Dev . 18 (23): 2973–83. doi : 10.1101/gad.323004 . PMC 534657 . PMID 15574598 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Eissenberg JC, Morris GD, Reuter G., Hartnett T. (1992). "Det heterokromatinassocierade proteinet HP-1 är ett essentiellt protein i Drosophila med dosberoende effekter på positionseffektvariation" . Genetik . 131 (2): 345–352. doi : 10.1093/genetics/131.2.345 . PMC 1205009 . PMID 1644277 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Jenuwein T., Laible G., Dorn R., Reuter G. (1998). "SET-domänproteiner modulerar kromatindomäner i eu- och heterokromatin". Cell Mol Life Sci . 54 (1): 80–93. doi : 10.1007/s000180050127 . PMID 9487389 . S2CID 7769686 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Schotta G., Ebert A., Krauss V., Fischer A., Hoffmann J., Rea S., Jenuwein T., Dorn R., Reuter G. (2002). "Drosophila SU(VAR)3-9s centrala roll i histon H3-K9-metylering och heterokromatisk genavstängning" . EMBO J . 21 (5): 1121–31. doi : 10.1093/emboj/21.5.1121 . PMC 125909 . PMID 11867540 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk ) -
Tschiersch B., Hofmann A., Krauss V., Dorn R., Korge G., Reuter G. (1994). "Proteinet som kodas av Drosophila position-effekt variegation suppressorgen Su(var)3-9 kombinerar domäner av antagonistiska regulatorer av homeotiska genkomplex" . EMBO J . 13 (16): 3822–31. doi : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06693.x . PMC 395295 . PMID 7915232 .
{{ citera tidskrift }}: CS1 underhåll: flera namn: lista över författare ( länk )