Ген полярности сегмента
Ген сегментации — это общее название гена, функция которого заключается в определении рисунка ткани в каждой повторяющейся единице сегментированного организма. Животные состоят из сегментов; однако сегменты дрозофилы также содержат подразделенные отсеки. Существует пять классов генов, каждый из которых вносит свой вклад в сегментацию и развитие эмбриональной дрозофилы . Эти пять классов генов включают координатный ген, ген разрыва, ген правила пары, ген полярности сегмента и гомеозисный ген. У эмбриональной дрозофилы ген правила пары определяет гены с пропуском нечетного и пропускаемого четного числа как парасегменты, показывая 7 полос у эмбриона. В следующем классе генов, гене полярности сегмента, отдельные сегменты имеют свой собственный передний и задний полюс, в результате чего получается 14 сегментов. [1] [2] У плодовой мушки Drosophila melanogaster гены полярности сегментов помогают определять переднюю и заднюю полярности в пределах каждого эмбрионального парасегмента, регулируя передачу сигналов через сигнальный путь Wnt и сигнальный путь Hedgehog . Гены полярности сегментов экспрессируются в эмбрионе после экспрессии генов gap и генов pair-rule . Наиболее часто упоминаемыми примерами этих генов являются engrailed и gooseberry у Drosophila melanogaster . [3] Полярность сегментов является последним шагом в эмбриональном развитии и повторяющимся шаблоном, где каждая половина каждого сегмента удаляется, а зеркальное изображение дублируется и переворачивается, чтобы заменить эту половину сегмента; таким образом, образуя элемент шаблона. [4]
Сегментная полярность у дрозофилы
Полярность сегментации возникает во время высвобождения морфогенов , которые функционируют для дифференциации узоров внутри секций. [5] Развитие узора зависит от градиентов этих морфогенов. [5]
Выгравированный
У Drosophila ген engrailed экспрессируется только в клетках в задней части каждого сегмента. [6] Его роль заключается в различении задней и передней частей каждого сегмента. Экспрессия Engrailed обычно ограничивается клетками в заднем отсеке, но исследования показывают, что у него могут быть и другие функции. [7]
крыжовник
Считалось , что роль гена крыжовника в сегментации связана с классом сегментных полярных генов сегментации, необходимых для формирования личиночных сегментов, поскольку во время эмбриогенеза половина личиночных сегментов заменяется оставшейся половиной сегмента, но в обратной полярности, что предполагает, что крыжовник — это один ген. [8] Однако считается, что этот механизм контролируется двумя дублированными генами вместо одного, которые называются gooseberry (gsb) и gooseberry neuro (gsbn) . [9]
Развитие центральной нервной системы (ЦНС)
Исследования зигот Drosophila показали, что несколько генов полярности сегментов жизненно важны для сегментации, участвующей в формировании нейробластов и дифференциации клеток в их нейробластную идентичность; тем самым, развивая центральную нервную систему. [10] Исследования мутаций потери функции в этих генах Drosophila показывают, что взаимодействия генов полярности сегментов также отвечают за деление нейробластов, влияя на количество нейробластов, а также на их специфичность. [11]
Ссылки
- ^ "Интерактивная муха, дрозофила". Архивировано из оригинала 2015-10-03 . Получено 2015-10-02 .
- ^ Сандерс, Марк Фредерик; Боуман, Джон Л. (2019). Генетический анализ: комплексный подход (третье изд.). Нью-Йорк: Pearson Education, Inc. ISBN 978-0134605173.
- ^ "Polarity". Статьи по биологии, учебные пособия и словарь онлайн . 2019-10-07 . Получено 2023-05-26 .
- ^ Перримон, Н. и Маховальд, А. П. (1987). Множественные функции генов сегментной полярности у дрозофилы. Биология развития, 119(2), 587-600.
- ^ ab "Полярность сегментов у дрозофилы: межклеточная сигнализация и истоки паттернирования". Архивировано из оригинала 2015-10-04 . Получено 2015-10-02 .
- ^ "Множественные функции генов полярности сегментов у дрозофилы" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2015-10-03 . Получено 2015-10-02 .
- ^ Брауэр Д. Л. Экспрессия генов Engrailed в имагинальных дисках Drosophila. Журнал EMBO. 1986;5(10):2649-2656.
- ^ Хе, Х. и Нолл, М. (2013). Дифференциальные и избыточные функции крыжовника и нейро крыжовника в центральной нервной системе и сегментация эмбриона дрозофилы. Биология развития, 382(1), 209-223.
- ^ Бопп, Д., Бурри, М., Баумгартнер, С., Фриджерио, Г. и Нолл, М. (1986). Сохранение большого белкового домена в парных генах сегментации и в функционально связанных генах дрозофилы. Cell, 47(6), 1033-1040.
- ^ Патель, Н. Х., Шефер, Б., Гудман, К. С. и Холмгрен, Р. (1989). Роль генов сегментной полярности в нейрогенезе дрозофилы. Гены и развитие, 3(6), 890-904.
- ^ Бхат, К. М. (1999). Гены полярности сегментов в формировании нейробластов и спецификации идентичности во время нейрогенеза дрозофилы. Bioessays, 21(6), 472-485.
