Главная страница
qrcode

Расшифровка структуры днк, понимание механизма репликации


НазваниеРасшифровка структуры днк, понимание механизма репликации
Анкорhttp://vk.cc/3XVFRz
Дата24.05.2017
Размер1.59 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаlektsia_05.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипРасшифровка
#21078
Каталог

Теория эволюции
(введение в эволюционную биологию)
Лекция 5
markov_a@inbox.ru

Фенотип определяется не только генами и средой, но и
«случайным шумом»
Покадровая съемка индивидуальных клеток
E. coli
Схема генерации и передачи случайного шума в изученной системе.
p
— уровень экспрессии генов катаболических ферментов,
E
— концентрация ферментов, μ — скорость роста клетки. Положительные связи (направления передачи шума) показаны стрелками, отрицательные — тупичками
Хаотические колебания мгновенной скорости роста клеток
(μ, вверху) и концентрации ферментов катаболизма лактозы
(E,
внизу).
Kiviet et al., 2014. Stochasticity of metabolism and growth at the single-cell level // Nature. V. 514. P. 376

379.

«Догмы» середины XX века и их ограничения
ПЛАН ЛЕКЦИИ
Великие открытия молекулярной биологии и их роль в развитии представлений об эволюции. Неабсолютность постулата о полной случайности мутаций. Контроль темпа мутагенеза, контролируемый мутагенез в работе иммунной системы, контролируемые геномные перестройки у инфузорий и др. Центральная догма молекулярной биологии и ее ограничения. Возможно ли наследование приобретенных признаков?
Обратная транскрипция, ретрогены. Пангенезис и эндогенные ретровирусы
(неподтвердившиеся «неоламаркистские» гипотезы). Эпигенетическое наследование. CRISPR – система наследуемого приобретенного иммунитета у прокариот. Принцип «один ген – один белок» и альтернативный сплайсинг.

Расшифровка структуры ДНК,
понимание механизма репликации
Величайшее открытие середины
XX
века: разгадана
материальная природа наследственности
Расшифровка генетического кода
Открытие «главной тайны жизни» породило некоторую эйфорию.
Появилось несколько скороспелых «догм»

Биологические «догмы» образца 3-й четверти
ХХ века, впоследствии пересмотренные
• Мутации всегда абсолютно случайны
• Строго однонаправленная передача наследственной информации в ряду ДНК → РНК → Белок (или генотип → фенотип)
• Приобретенные признаки никогда не наследуются
• Принцип «один ген – один белок»
• Эволюция всегда имеет дивергентный характер (ветви эволюционного дерева, разделившись, более никогда не сливаются)
• Эволюция основана на безжалостной «борьбе за существование» и конкуренции по принципу «каждый за себя»
Все эти утверждения в значительной мере верны, но не абсолютны

Принцип «один ген – один белок»
Альтернативный сплайсинг: механизм, благодаря которому один ген может кодировать множество разных белков. Открыт в 1977.
Строение гена
DSCAM малярийного комара.
Вертикальными отрезками показаны экзоны. Горизонтальные отрезки
между ними – интроны.
В зрелую мРНК, на основе которой будет синтезирован белок, попадет только по одному участку (экзону) из кассет
Ig4, Ig6, Ig10.
Экзоны, показанные черным цветом, попадают в зрелую мРНК всегда. На основе одного гена благодаря такой комбинаторике можно синтезировать
15960
разных белков.

Две функции
DSCAM
у насекомых
1. Развитие НС: различение «своих» и
«чужих» аксонами и дендритами.
Основано на способности изоформ к гомофильному связыванию
(Wojtowicz et al., 2004. Alternative splicing of Drosophila Dscam generates axon guidance receptors that exhibit isoform-specific homophilic binding).
Брюшная нервная цепочка нормального мушиного эмбриона (слева) и мутантного, способного производить только одну изоформу белка DSCAM
(
справа). Стрелки – участки патологических изменений
(Hattori et al., 2007 Dscam diversity is essential for neuronal wiring and self-recognition)
2.
Иммунная защита:
в присутствии разных бактерий
гемоцитоподобные
иммунокомпетентные клетки
комара производят разные наборы сплайс
- вариантов DSCAM. Напр., в ответ на заражение кишечной палочкой растет частота использования 8
- го варианта 4
- го экзона, а стафилококк стимулирует использование 1
- го варианта того же экзона.
Изоформы, синтезируемые в присутствии данной бактерии, лучше других связываются именно с этими бактериями и обеспечивают специфический иммунитет.
(Dong et al., 2006. AgDscam, a Hypervariable
Immunoglobulin Domain-Containing Receptor of the Anopheles gambiae Innate Immune System)


>94%
человеческих генов подвергаются альтернативному сплайсингу, причем в разных тканях производятся разные наборы изоформ.

Благодаря альтернативному сплайсингу разнообразие белков у млекопитающих значительно выше, чем у
C. elegans,
хотя количество генов примерно одинаково
(
ок. 20 000, но у
C.
elegans
альтернативному сплайсингу подвергается лишь около 15%)
(Wang et al., 2008. Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes)

«Главная догма» (Ф.Крик): Однонаправленная передача
наследственной информации в ряду ДНК → РНК → Белок (или
генотип → фенотип)
ДНК
РНК
Белок
транскрипция трансляция репликация ДНК
ДНК
РНК
Белок
транскрипция трансляция репликация ДНК
обратная транскрипция
Согласно «догме»
По современным данным
репликация РНК
? обратная трансляция ?
технически возможна, в природе не встречается

Обратная транскрипция
(открыта в 1970)
• Ретровирусы – РНК-содержащие вирусы, в геноме которых есть ген обратной транскриптазы (РНК зависимая ДНК-полимераза,
RdDp). Синтезирует ДНК на матрице РНК (обратная транскрипция). ДНК, синтезированная на матрице вирусной РНК, затем встраивается в геном зараженной клетки и начинает размножаться вместе с ним, как все остальные гены хозяйского генома.
• Благодаря ретровирусам и ретротранспозонам геномы многих эукариот напичканы генами обратных транскриптаз.
• Обратные транскриптазы могут делать ДНК-копии не только с вирусной РНК, но и с хозяйских мРНК. В результате получаются
ретропсевдогены – встроенные в геном ДНК-копии хозяйских мРНК.
• Обычно такие ретрокопии не работают, т.к. не имеют промотора.
Но им может и «повезти»: ретрогены.
• В человеческой линии – появлялось примерно по 1 работающему ретрогену за миллион лет (в течение последних 60 млн)

Обратная транскрипция
• Ретрогены были бы просто дубликатами уже имеющихся в геноме генов (что тоже может иметь важные эволюционные последствия), если бы не одно «но»: обратной транскрипции подвергаются уже зрелые мРНК,
прошедшие сплайсинг.
• Поэтому ретрогены легко отличить от обычных генов по отсутствию интронов.
• А если сплайсинг был альтернативным, то ретроген будет существенно отличаться от своего «прототипа» (в нем не будет некоторых экзонов).
• Альтернативный сплайсинг – процесс регулируемый, не случайный. Следовательно, здесь открывается потенциальная возможность передачи осмысленной информации от фенотипа к генотипу.
• По-видимому, живые организмы так и не научились использовать эту возможность к собственной выгоде.

«Главная догма»: Однонаправленная передача наследственной
информации в ряду ДНК → РНК → Белок (или генотип → фенотип)
ДНК
РНК
Белок
транскрипция трансляция репликация ДНК
ДНК
РНК
Белок
транскрипция трансляция репликация ДНК
обратная транскрипция
Согласно «догме»
По современным данным
репликация РНК
? обратная трансляция ?
альтернативный сплайсинг, редактирование мРНК
технически возможна, в природе не встречается

Masayuki Nashimoto, 2001. The RNA/Protein Symmetry Hypothesis:
Experimental Support for Reverse Translation of Primitive Proteins //
Journal of Theoretical Biology. V. 209(2), P. 181

187.
“The reverse translation would proceed in the 3′ to 5′ direction using a set
of at least 20 reverse transfer RNAs (rtRNAs) that can recognize their
specific amino acid residue and carry their corresponding codon. A
source of genetic information would be a primary sequence of a protein
molecule. Several basic steps of reverse translation were demonstrated
using rtRNA
Arg
.”

Мутации всегда абсолютно случайны
Оказалось, что в ходе эволюции у разных организмов появился целый арсенал средств, позволяющих частично контролировать и направлять мутационный процесс.
• Возможный контроль частоты мутирования (у бактерий
);
• Создание новых генов путем комбинирования «заготовок» (в иммунной системе позвоночных);
• Целенаправленное изменение генов (конверсия генов – замена одних вариантов данного гена на другие) – у паразитов (средство борьбы с иммунной системой);
• Контролируемая перестройка генома на основе РНК
- матриц у инфузорий;
• Метилирование ДНК как потенциальное средство регуляции мутагенеза;
• Природная генная инженерия (
Agrobacterium);
вирусы; МГЭ

VDJ - рекомбинация. Гены антител формируются в
B- лимфоцитах путем вырезания участков из геномной ДНК. Процесс напоминает альтернативный сплайсинг, но идет на уровне ДНК, а не РНК.

• За счет этой комбинаторики формируется множество разных
B- лимфоцитов, продуцирующих множество разных антител.
• Каждый лимфоцит производит только один тип антител. Соответственно, у него имеется только один набор генов (4 гена) для производства антитела
(антитело состоит из 4 полипептидных цепочек).

B- лимфоциты размножаются делением, как амебы.
Лимфоциты – потомки одного и того же «предка» называются клоном. У каждого клона – свое антитело.

• На ранних этапах развития организма происходит отбор
(клональная селекция) лимфоцитов на НЕспособность их антител связываться с собственными молекулами организма (чтобы не было аутоиммунных реакций). Те клоны, которые связываются со «своими» антигенами, отбраковываются, остальные – размножаются.
• В результате получаем большой набор клонов лимфоцитов, чьи антитела связываются с чем угодно, только не с собственными молекулами организма.
• Это – первый этап. Далее, когда в организм попадает инфекция, осуществляется более точная «подгонка» гена антитела к конкретному антигену.
• Подгонка осуществляется путем соматического
гипермутирования и отбора (настоящая дарвиновская эволюция, только на уровне отдельных клеток организма, и к тому же тщательно контролируемая).

Соматическое гипермутирование
• Процесс «тонкой подгонки» гена антитела к конкретному антигену
• Фермент цитидин-деаминаза (“mutator enzyme”) атакует цитозины в V- области, превращая их в урацилы.
• Это привлекает ферменты репарации, которые вырезают урацилы вместе с прилегающими нуклеотидами, а затем восстанавливают вырезанный кусок, но делают это с множеством ошибок.
• На основе измененного гена синтезируются антитела.
• Те лимфоциты, чье антитело хорошо подходит к антигену, усиленно размножаются (отбор, или клональная селекция).
• Результат – приобретенный иммунитет.
• Мутации по-прежнему «случайны», но время и место их возникновения контролируются. В сочетании с клональной селекцией результат этих
«случайностей» оказывается вполне предопределенным.
Ц
У

Перестройки генома у паразитов
• Чтобы защититься от иммунной системы, многие паразиты
(бактерии, грибы) время от времени изменяют гены своих поверхностных белков.
• Для этого используются неработающие «запасные копии» этих генов (псевдогены), немного различающиеся.
• Участок копии вставляется вместо соответствующего участка рабочего гена (gene conversion).
Гонококки на поверхности лимфоцита: два старинных врага, борющихся друг с другом одним и тем же оружием (прижизненная перестройка генома)

Перестройка генома у инфузорий

Oxytricha
• Микронулеус и макронуклеус
, генеративный и вегетативный геном
• Геном микронуклеуса в нерабочем состоянии
(фрагменты генов перепутаны)
• Конъюгация: геном макронуклеуса разрушается и формируется заново
• Гены «распутываются» по РНК
- матрицам
• Важная часть наследственной информации (о последовательности фрагментов генов) передается молекулами РНК
M.Nowacki, V.Vijayan, Y.Zhou, K.Schotanus, T.G.Doak, L.F.Landweber. RNA-mediated epigenetic programming of a genome-rearrangement pathway // Nature, 2007.

Дополнительные соображения по поводу перестройки генома у Oxytricha
• Наличие универсального механизма
«распутывания» генов делает мутации, еще сильнее перепутывающие фрагменты генов MIC- генома, нейтральными. Это ведет к еще большему перепутыванию.
• При сборке MAC-хромосом эффективно удаляется весь «мусор» из ДНК (мобильные элементы и некодирующие участки). Т.е. это технически возможно. А раз не делается, значит, по- видимому, не очень нужно.

Бактерия превращается из симбионта в паразита, обратимо меняя свой геном
Вверху: гусеницы бабочки
Galleria mellonella, убитые светящейся бактерией
Photorhabdus
luminescens.
Внизу: те же бактерии, мирно живущие в кишечнике круглого червя
Heterorhabditis bacteriophora.

Метилирование ДНК
• Метилируются цитозины.
• Метилирование промоторной области гена, как правило, снижает его активность (т.е. ген реже транскрибируется или вовсе выключается).
• «Рисунок метилирования» может
наследоваться при репликации ДНК, т.е. дочерние молекулы метилируются так же, как родительская. Такое наследование неустойчиво, метилирование может быть снято. Однако это –
одна из потенциальных возможностей
«наследования приобретенных признаков».
• Метилированные цитозины становятся
«горячими мутационными точками»: они склонны самопроизвольно превращаться в тимины (Т).
• Поскольку метилирование – регулируемый процесс, получается, что клетка в принципе могла бы регулировать вероятность мутирования в определенных точках своего генома еще и таким способом.
При дефиците кофактора аденозил
- метионина ДНК
- метилтрансферазы начинают работать как «ферменты
- мутаторы»
(
цитидин
- деаминазы), превращая Ц в У.
Тот же эффект – в рез
- те мутации, нарушающей связывание кофактора.
(Shen et al., 1995. A mutant HpaII methyltransferase functions as a mutator enzyme)

B.G.Dias & K.J. Ressler, 2014.
Parental olfactory experience
influences behavior and
neural structure in
subsequent generations//
Nature Neuroscience
“We subjected F0 mice to odor
fear conditioning before
conception and found that
subsequently conceived F1 and
F2 generations had an
increased behavioral sensitivity
to the F0-conditioned odor, but
not to other odors.”
Мышей приучали пугаться запаха ацетофенона, воспринимаемого обонятельным рецептором
Olfr151.
После этого у поколений
F1
и
F2 наблюдалась усиленная реакция на этот запах + больше рецепторов
Olfr151
в обонятельном эпителии. В сперматозоидах
F0 и наивного потомства
F1
– понижен уровень метилирования гена
Olfr151.
Искусственное оплодотворение, приемные родители – то же самое.
Значит, действительно передается через гаметы.

Гипотеза пангенезиса:
«геммулы» передают в половые клетки информацию о приобретенных признаках
(Ч.Дарвин, 1868 «
The Variation of Animals and Plants under Domestication
»)
Гипотеза наследования приобретенного иммунитета при помощи ЭРВ, выступающих в роли геммул
(Steele, Lindley & Blanden, 1998. Lamarck's signature. How retrogenes are changing Darwin's natural selection paradigm).
«Технически» такой механизм
возможен, но в природе (пока?)
не обнаружен

CRISPR
– новооткрытая (2005 г.) система иммунной защиты у бактерий.
Короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные
группами
(CRISPR

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic
Repeats).
ЭТО СЛУЧАЙ, КОГДА ПРИРОДА БЛИЖЕ ВСЕГО ПОДОШЛА К
«ЛАМАРКОВСКОМУ» НАСЛЕДОВАНИЮ ПРИОБРЕТЕННЫХ ПРИЗНАКОВ.

Иммунный ответ
CRISPR/Cas
. Три этапа: 1) фрагменты вирусной ДНК вставляются в
CRISPR- кластер («адаптация»), 2)
CRISPR
РНК синтезируются, процессируются, объединяются с белками («биогенез»), 3) Комплементарные участки вирусной ДНК атакуются и уничтожаются («интерференция»).
Credit: Asako Miyakawa and Sam Sternberg. http://sciencereview.berkeley.edu/read/fall-2012/germ-warfare/

(из лекции К.В.Северинова)

Мобильные генетические элементы
• Похожи на вирусов, только не умеют (или почти не умеют) выходить из клетки наружу и заражать другие клетки.
• «вирусы, утратившие инфекционность». Или наоборот: вирусы – это МГЭ, которые приобрели инфекционность.
• Кто от кого произошел? Возможно, они много раз превращались друг в друга.
• МГЭ встраиваются в геном хозяина и размножаются вместе с ним.Передаются по наследству.
• Могут размножаться внутри генома, производя собственные копии и вставляя их в разные места хозяйского генома.

Barbara McClintock (1902

1992)
1948
– открыла МГЭ и регуляцию генов.
1953
– перестала публиковать свои результаты по этим темам из
- за полного неприятия ее открытий коллегами.
1983
– Нобелевская премия.

«Прыжки» транспозонов могут приводить к изменениям фенотипа
• Транспозоны встраиваются в разные участки ДНК, влияя на активность близлежащих генов (или выводя их из строя)

Какую выгоду получает транспозон от прыжков по принципу «
cut and paste
»?
Ведь он при этом не размножается, да еще и рискует встать в «неудачное» место?
Отбор действует не «в интересах» единичного репликатора (например, одного экземпляра транспозона или одного экземпляра гена), а «в интересах» всей совокупности идентичных репликаторов (т.е. всех копий данного транспозона, аллеля). Каждая такая совокупность «конкурирует» с другими, немного отличающимися совокупностями репликаторов.
Поэтому для того, чтобы ответить на данный вопрос, нужно рассуждать так.
Представим себе, что будет, если 50% микробов в популяции заражены прыгающим транспозоном Тп, а другие 50%
- таким же, только неподвижным, не умеющим прыгать (Тн). Прыгают не все копии
(экземпляры) Тп, не в каждом микробе, не в каждом поколении. Поэтому
«потери» от прыжков не очень велики. Но с большой вероятностью какая
- то копия транспозона Тп рано или поздно найдет особенно «удачную» позицию в геноме хозяина. Тогда этот хозяин размножится, и его потомство (клон) вытеснит других микробов из популяции.
+ Весьма «выгодными» для распространения МГЭ могут быть перепрыгивания с плазмиды в хромосому и обратно.

ДНК-транспозоны
1.
По краям – обращенные повторы, в середине – ген фермента транспозазы.
2.
Транскрипция, трансляция – синтез транспозазы
3.
Транспозаза находит (по обращенным повторам) «свой» транспозон в ДНК
4.
Вырезает его и вставляет в другое место хозяйского генома
Пример обращенного повтора:
АТГГГЦАТТАТ………АТААТГЦЦЦАТ

Ретротранспозоны
• По краям – повторы, в середине – гены 1) обратной транскриптазы и 2) интегразы.
• Транскрипция, трансляция – синтез обратной транскриптазы и интегразы.
• Обратная транскриптаза синтезирует ДНК-копию ретротранспозона (на матрице его РНК), а интеграза встраивает ее в геном хозяйской клетки.
• Если добавить ген белка, способного образовывать белковую оболочку вокруг РНК ретротранспозона, может получиться ретровирус.

Доля МГЭ в геномах некоторых позвоночных
• У опоссума МГЭ составляют 52,2% генома
• У человека — 45,5%
• У мыши — 40,9%
• У собаки — 35,5%
• У курицы — лишь 9,4% генома. У других птиц тоже мало (почему?)

МГЭ и хозяйские геномы: от вражды к дружбе
• Транспозоны (как и вирусы) изначально возникают как
«эгоистичные репликаторы», геномные паразиты.
• Закон жизни: как только где-то возникает что-то похожее на кооперацию, сотрудничество, взаимопомощь – в такой системе немедленно заводятся паразиты.
• Геном – это содружество репликаторов (генов), помогающих друг другу размножаться. В нем не могли не завестись паразиты – гены, пользующиеся услугами других генов для своего размножения, но ничего не дающие взамен.

МГЭ и хозяйские геномы: от вражды к дружбе
• Под действием отбора отношения паразита с хозяйским геномом могут развиваться по одному из двух путей: антагонистическому («гонка вооружений») или кооперативному («молекулярное одомашнивание»). Широко распространено и то, и другое.
• Для «одомашнивания» нужно, чтобы в генетическом паразите произошла случайная мутация, из-за которой он (или какой-то его фрагмент) стал бы чем-то полезен хозяину.
• Два примера одомашнивания транспозаз «с сохранением профессии»: 1) Белок RAG1, осуществляющий VDJ- рекомбинацию – «одомашненная» транспозаза, чей ген некогда был частью ДНК-транспозона
(Kapitonov & Jurka, 2005. "RAG1 core and V(D)J recombination signal sequences were derived from Transib
transposons".PLoS Biology 3 (6): 998–1011).
2) Белки, осуществляющие геномную перестройку в МАК-геноме инфузорий – тоже прирученные транспозазы.

«Гонка вооружений». Клетки могут контролировать активность МГЭ (при помощи маленьких молекул РНК, транскрибированных с самих МГЭ)
ДНК
МГЭ
мРНК МГЭ
Белки МГЭ
транскрипция трансляция размножение или перемещение
МГЭ
транскрипция пиРНК
Объединяются со специальными белками
(Piwi)
уничтожают мРНК,
считанные с МГЭ

Примеры «молекулярного одомашнивания»
• Ряд белков вирусного происхождения работает в плаценте
(функции: 1) слияние клеток, 2) защита эмбриона от иммунной системы матери, 3) защита эмбриона от вирусов).
• Многие МГЭ «по совместительству» служат генами
маленьких регуляторных РНК (piRNA). Эти РНК используются клеткой, чтобы контролировать активность самих МГЭ, но не только. Они могут выполнять и другие регуляторные функции: например, своевременно уничтожать некоторые материнские мРНК в развивающемся эмбрионе
(Rouget et al. Maternal mRNA deadenylation and decay by the piRNA pathway in the early
Drosophila embryo// Nature. 2010)
• Значительная часть (>16%) консервативных регуляторных
элементов (промоторов, энхансеров), уникальных для геномов плацентарных – это бывшие фрагменты МГЭ
(T. S. Mikkelsen et al. Genome of the marsupial Monodelphis domestica reveals innovation in non-coding sequences // Nature. 2007)
Теломеразы (восстанавливают кончики хромосом, укорачивающиеся после каждого деления) – произошли от обратных транскриптаз

Теломераза
• Достраивает кончики хромосом
(теломеры), которые укорачиваются при каждой репликации.
• Механизм синтеза ДНК – обратная транскрипция. Используется РНК- матрица.
• Теломеразы, по-видимому, родственны обратным транскриптазам ретротранспозонов.
• У дрозофилы «настоящая» теломераза утрачена, ее функцию взяли на себя недавно одомашненные ретротранспозоны
(Pardue, DeBaryshe, 2011. Retrotransposons that maintain chromosome ends // PNAS)
Предсказана
: Olovnikov A.M., 1973. A theory of marginotomy. The incomplete copying of template margin in enzymic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. J. Theor. Biol. 41 (1): 181

90.
Открыта
: Carol W. Greider, Elizabeth Blackburn, 1984.
Нобелевская премия
: Jack W. Szostak, Greider & Blackburn, 2009

Ген
PRODH
(пролин
- дегидрогеназа) влияет на синтез нейромедиатора глутамата, а его важность для работы мозга подтверждается тем, что мутации в нем влияют на риск развития шизофрении.
Одомашненный ЭРВ содержит два участка, к которым прикрепляется регуляторный белок SOX2, что ведет к увеличению активности
PRODH
в гиппокампе.
В геноме человека – ок. 100 000 эндогенных ретровирусов (5
-
8% генома), все инактивированные мутациями.
Из них 133 встроились в наш геном после разделения линий человека и шимпанзе.
Российские ученые показали, что один из этих 133 ЭРВ подвергся «молекулярному одомашниванию» и теперь регулирует работу гена
PRODH
в некоторых отделах мозга (в первую очередь в гиппокампе).
M. Suntsova, E.V. Gogvadze, S. Salozhin, N. Gaifullin, F. Eroshkin, S.E. Dmitriev, N. Martynova, K. Kulikov, G. Malakhova, G.
Tukhbatova, A.P. Bolshakov, D. Ghilarov, A. Garazha, A. Aliper, C.R. Cantor, Y. Solokhin, S. Roumiantsev, P. Balaban, A.
Zhavoronkov, and A.Buzdin. Human-specific endogenous retroviral insert serves as an enhancer for the schizophrenia-linked gene PRODH // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2013.
Вирусы контролируют
наш мозг

3)
Многофункциональность генов
-
регуляторов. Транскрипционный фактор
SOX2 выполняет много важных функций. От участия в поддержании плюрипотентного состояния эмбриональных клеток до участия в регуляции развития НС, легких, глаз и т.д. Этот ген точно не страдал от безделья, когда ЭРВ, встроившись перед геном
PRODH,
«навесил» на него еще одну функцию. Теперь
SOX2
«отвечает» еще и за регуляцию синтеза глутамата в гиппокампе.
Этот факт иллюстрирует некоторые общие положения:
1)
В МГЭ есть свои промоторы и регуляторные элементы, которые распознаются теми или иными белками.
Поэтому МГЭ похожи на прыгающие
наборы заготовок для создания новых регуляторных участков хозяйского генома.
Вероятность появления новых р.у. таким способом – высока.
2)
Если уровень экспрессии гена неоптимален, мутация, меняющая уровень экспрессии, окажется полезной с высокой вероятностью (вплоть до
0.5).
Вирусы контролируют
наш мозг

перейти в каталог файлов


связь с админом