بســــم الـله الـــرحمـن الـــرحیــم
الگو ها(متد ها) شروع بیان ژن هموتیک:
زمینه ی آغازین بیان ژن هموتیک تحت تاثیرژن های gap وparir_rule قرار میگیرد.
به عنوان نمونه:
پروتین های kruppel gap وHunchback ژن های AbdB وabdA را مهار می کند.
این باز دارندگی از شروع بیان ژن های ی که نقش تعیین قسمت های شکمی را دارند در سرو تنه جلوگیری میکند،به عکس oltrabithorax ،توسط سطوح بالایی از Huchbacke فعال کند.ورونویسی Antennapedia توسط Krappleفعال می گردد.
الگوی حفظ بیان ژن هموتیک:
بیان ژن هموتیک فرایندی دینامیکی است. به عنوان نمونه ژن Antp (Antenna pedid) اگرابتدا ،در محدوده ی قطعه ی 4 بیان شود ، خیلی سریع در محدوده ی قطعه ی 5 نیز پدیدار می شود.
مانند germ band گسترش می یابد به طوری که این ژن در لوله عصبی فرضی دور از محدوده ی قطعه ی 12 دیده می شود.
Antp مثل ژن های هموتیک دیگر به صورت منفی تنظیم می شود به بیانی دیگر سرکوب شدن هر یک از ژن های کمپلکس bithorax موجب بیان Antp می شود.
اگر ژن Ultrabithorax را حذف کنیم ،فعالیت Antp گسترش می باشد گر چه در آن قسمت ژن Ubx به صورت نرمال بیان خواهد شد ولی در جایی که بیان Abd شروع می شود متوقف می گردد.(این عمل به دنبال شکل گیری سومین قطعه سینه ای شبیه دومین قطعه ی سینه ای) اگر کمپلکس کامل bithorax را حذف کنیم بیان ژن گسترش می یابد .(چنانکه لاروی باقی نمی ماند اما نمونه کوتیکولی در سرتاسر شکم میباشد که از قطعه ی دوم سینه ای است.)
ژن های Realisutor:
هم اکنون کاووش در مورد ژن های Realisutor است. این ژن ها یاهداف پروتین های همئوتیک اند و عملکرد هر یک به شکل بافت خاص یااندام اصلی است به عنوان مثال برای شکل گیری قطعه دوم سینه ای Antennapodia بیان می شود.
CasaresوMann در سال1998 نشان دادند که پروتین Antennapodia به enhuncer (افزایش دهنده) ژن homotorax وصل می شود و از بیان آن جلوگیری می کند.
Homotoraxبرای ایجاد فاکتور مهم رونویسی تشکیل شاخک ها ضروری است. بنابراین یکی ازعملکردهای Antenna bodia حمایت کردن ژن های ضروری برای رشد شاخک هاست.
پروتین ultrabitorax قادر به ممانعت از بیان زن winglss است این زن در سلول هایی است که به طناب های پروازی تبدیل خواهند شد .
Wingless فقط در سلول های ضمیمه ای شکل دومین و سومین قطعات سینه ای بیان می شود. از کارهای مهم دیگر این ژن پروموتور رشد در این بافتهاست.
در قطعه ی سوم به دلیل وجود wingless Ubdبیان نمیشود که این خود مشخصه ی قطعه ی سوم است.
هدف دیگر پروتین های همئوتیک ژن dital_less کهبای رشد دست و پا ضروری است.
این ژن فقط در بخش سینه ای است و احتمالا در بخش شکمی توسط ترکیبی از پروتین ها ی
Ubx و AbdA ممانعت می شود.
پروتئین های همئودمین:
پروتئین های همئودمین خانواده ای از فاکتورهای رونویسی اند، با دامنه ای از60اسید آمینه مشخص می شونداین پروتئن ها توسط یک توالی با 180جفت باز DNA که همئوبوکس نام دارد بیان می شود.ظاهرا"این پروتئین ها محل اتصال به DNAبوده ودر تعیین نوشت سلول ها مهم وحیاتی اند.
همئودومین در داخل سه مارپیچ قرار دارد.
دو مارپیچ داخل ترکیبی از helix_Turn_helix که ویژگی های فاکتور رونویسی متصل به DNA در شیار بزرگ دوتایی است،قرار دارند.
مارپیچ سوم ،مارپیچ شناسایی است و آن محلی است که اسیدآمینه با پایه های DNA تماس پیدا می کند.
4 باز تکراری TAAt تقریبا در همه ی جایگاه های شناسایی توسط همئودومین حفظ میشود،شاید پروتین های همئودومین این جایگاه ها را می شناسند که می توانند به آن متصل شوند. به نظر می رسد که انتهای '5 در این شناسایی مهم باشد ، جهش در آن اتصال، همئودومین را از بین می برد.
زوجهای اصلی دنبال چهار باز تکراری AttA نیز در تشخیص جایگه های اتصال مهم اند .
مثلا زوج باز بعدی توسط AA مارپیچ شناسایی (مارپیچ سوم) تشخیص داده می شود.مطالعات نشان میدهد که فایده پروتین همئودمین AntennapediaوBicoidT،لیزین وگلوتامین به ترتیب در9جایگاه،مشخص کردن جایگاه های وابسته به شناسایی اند.
لیزین همئو دمین Bicoid،GراازبازCGشناسایی می کند درحالی که گلوتامین همودمین Antenpedia،Aراازجفت بازATتشخیص میدهد.
اگرلیزین درBicoidتوسط گلوتامین جایگزین شود،پروتئین حاصل جایگاه های اتصال Antennapediaراشناسایی خواهد کرد.پروتین همودمین های دیگر نیزالگوهای دیگری رانشان می دهند.یکی از این پروتین ها ی همودمین توالی عادی TAATراشناسایی می کند،درحالی که پروتئین های دیگر ساختارهای مجاور راشناسایی می کنند.
کوفاکتورها برای ژن هایHom –C
ژن های کمپلکس همئوتیک در درزوفیلا سرنوشت قطعه ای را تعیین می کنند اماممکن آنهابرای انجام دادن کارخود به کمک بعضی ژن های دیگر نیزاحتیاج داشته باشند جایگاه های اتصال –DNAهمودمین توسط پروتئین Hom-C شناسایی شده خیلی شبیه اند.دربعضی موارد این اتصالات به دلیل ویژگی های ها یشا ن روی هم قرارمی گیرند
(با هم منطبق اند). درسال 1990PeiferوWieschausکشف کردندکه محصول ژن Exdتوسط چندین پروتئین Hom-C جذب میشوند که ممکن است همانند سازی قطعه ی خاصی کمک کنند.برای مثال Ubxمسئول مشخص کردن قطعه ی همانند شکمی (A1). علاوه بر آن پروتئین ها ی Exdوubx هر دو برای تنظیم ژنdecapentaplegic مورد نیاز می با شند .
پروتئین Extradenticle حاوی یک همئودمین بوده و PBX1 که یک پروتئین انسانیست شباهت زیادی به Extradenticle دارد که ممکن نقش مشابهی به عنوان کوفاکتوربرای ژن همئوتیک انسان بازی کند.
محصول ژن Teashirt نیز به عنوان کوفاکتوردارای اهمیت باشد این فاکتور رونویسی انگشت zincبرای کاهش عملکردپروتئین شانه های جنسی ضروری است.
اگرکمپلکس BithoraxوژنAntennapediaرابردارندهمه ی قطعات پیش سینه ای قدامی می شوند .عامل ریخت زایی قطبیت خلفی-قدامی
قطبیت خلفی-قدامی توسط غلظت فاکتوررونویسی،که Dorsalنام دارد ثابت می ما ند وشبیه Bicoidنیست که غلظت داخل سلول چندهسته ای را برقرار می کند.
تشخیص محور پشتی –شکمی در چندین مرحله صورت می گیرد:
مرحله ی مهم ،تغییرمکان پروتئین Dorsalاز سیتوپلاسم به داخل هسته ی سلول های قدامی که طی تقسیم 14 سلولی انجام می گیرد.آندرسون ونوسلین-ولهارد درسال 1984
11ژن وابسته وموثر را کشف کردند ،که فقدان هریک منجر به کمبود در ساختار قدامی
می شد.مثلا کمبود Cactusباعث شکمی شدن همه سلول ها می شد.
به نظر می رسدکه غلظت های متفاوت پروتئین Dorsalتعین سرنوشت متقاوت درسلول ها داشته باشد.
ترجمه ء پروتئین Dorsal
در واقع این پروتئین dorsa است که بخش پشتی(back ) را از بخش شکمی (belly) معین میکند. رونویسی MNA از ژن dosal مادری در اوویست توسط سلول ها ی تخمدان انجام می شود به علاوه پروتئین تا حدود 90 دقیقه بعد ازر لقاح سنتز نمی شود. وقتی این پروتئین ترجمه می شود آن جزء قسمت پشتی - شکمی در تمام قسمت های جنین یافت می شود.
اما اگر این پروتئین در هر جایی از جنین وجود دارد ،چگونه این پروتئین می تواند به عنوان یک مرفوژن عمل کند؟
جواب شگفت انگیزی در سال 1989 به دست آمد این که، در حالی که پروتئین dorsal می تواند در تمام سیتوپلاسم چند هسته ای پلاستودرم جنین اولیه ء دروزوفیلا یافت شود جزدر هسته هایی که در قسمتهای شکمی جنین واقعند، ترجمه می شوند ،که در آنجا حتما"پروتئین dorsal به ژنهایی متصل می شود که رونویسی را فعال یا متوقف می کنند.
اگر پروتئین dorsal وارد هسته نشود ژنهای مسئول تشخیص انواع سلول های شکمی (twist,snail ) نسخه برداری نمی شوند. وقتی ژنهای مسئول تعیین انواع سلولهای خلفی (decapentaplegic,zerknullt) مهار نشده در نتیجه همه سلولهای جنینی به سلولهای خلفی تبدیل می شوند.
در جهشهایی که همه سلولها خلفی شده اند پروتئین dorsal در هیچ سلولی وجود نداشته برعکس در جهشهایی که در آن همه سلولها فنوتیپ قدامی داشته اند پروتئین dorsal در همه سلولها یافت می شده است.
پیام cascade
پیام از هسته اووسیت به سلولهای فولیکولی:
اگر پروتئین rsal do در تمام قسمتهای جنین یافت شود اما فقط به داخل هسته های سلولهای شکمی وارد گردد و سپس به دیگر سلولها ،باید علامتهای نامتقارنی را به دست آورد. به نظر می رسد که آن سیگنال میانجی باشد اگر چه بر هم کنشی کمپلس بین اووسیت و سلولهای اطراف فولیکولی وجود دارد.
اپیتلیوم اطراف فولیکول اووسیت در ابتدا به صورت متقارن رشد میکند ،اما این تقارن توسط پیام هسته های اووسیت از بین می رود. هسته اووسیت در آغاز در قسمت انتهایی شکمی اووسیت قرار می گیرد دور از سلولهای حامی (nurs). سپس این هسته حرکت می کند و در قسمت پشتی – شکمی قرار می گیرد و سیگنال زیاد سلولهای فولیکولی موجب ستونی تر شدن سلولهای فولیکولی می شود. سیگنال پشتی هسته های اووسیت به نظر تولید ژن gurken را سبب می شود.
پروتئین Gurken به سلول های فولیکولی که به هسته ی اووسیت نزدیکند می رسد.اگر جهش در این ژن ،درداخل اووسیت رخ دهد،باعث قدامی شدن جنین شده وهم سلولهای فولیکولی اطراف آن می شود.اما اگرجهش درسلولهای فولیکولی رخ دهد نه درداخل تخم جنین ایجاد شده طبیعی ونرمال می باشد.
آنالیزمولکولی امروزه نشان داده که همولوگ فاکتوررشداپیدرمی(EGF)مهره داران ژن Gurkenرابه رمزدرمی آورد،درحالی که همولوگ رسپتورEGFمهره داران ژنTorpedo رابیان می کند.کمبودمادرزادی ژنtorpedoموجب قدامی شدن جنین می شود.
Torpedoدرداخل سلولهای فولیکولی تخمدان فعال می شودنه وقتی که جنین شکل گرفت این موضوع با آزمایش زیرثابت شد:
سلول های ژرمینال جنین هایی از تیپ وحشی رابه جنین هایی که مادرشان حامل ژن جهش یافته ی torpedoبودند پیوندزدند،برعکس سلولهای ژرمینال جنین های دارای ژن جهش یافته ی torpedo بودندرا به جنین هایی با تیپ وحشی پیوند زدند.
نتیجه:
تخم های تیپ وحشی داخل فولیکول های مادری حامل ژن جهش یافته رشد کرده وجنین هایی قدامی شده ایجاد شدولی تخم های حاصل از مادرجهش یافته ژنtorpedo توانستندجنین طبیعی ایجاد کنند.
بنا بر این سلولهای فولیکولی به ژن torpedo احتیاج دارند،نه اینکه داخل خود تخم باشد.
سیگنال ازسلولهای فولیکولی به سیتوپلاسم اووسیت:
رسپتور فعال پروتئبن torpedo ازبیان ژ ن pipeجلوگیری کرده درنتیجه پروتئین pipeفقط درسلولهای فولیکولی قدامی ساخته می شود.pipeهم پروتئین Nudalرافعال می کند.
عملکرد سه پروتئازسرین بر روی ژن های easter،snakeو (gd) gastrolation-difectionبه صورت خلاصه:
ابتدا مهارnodal ← فعال شدن gdوشکسته شدن آن ←فعال شدن snake به دنبال آن شکسته شدنr easte ←فعال شدن easter به دنبال آن پروتئین spatzl تقسیم می گردد.اکنون spatzl شکسته شده قادراست به رسپتوری که درغشاءسلول اووسیت وجود دارد باند شود.
ثابت غلظت پروتئین dorsal.
جداسازی پروتئین dorsalوcactus.
ثابت بودن این غلظت چگونه است؟ ظاهر"اپروتئین cactus آن رابلوکه کرده،پروتئینی که dorsal راقادرمی سازدتا به داخل هسته برسد.تا هنگامی که کاکتوس به dorsal اتصال دارد،پروتئین dorsalدر سیتوپلاسم وجود دارد.این سیستم پیچیدهء سیگنالی درجداسازی کاکتوس ازپرو تئین dorsalدرناحیه قدامی تخم سازماندهی می شود: وقتی که spatzlبهtoll متصل می شود←آن را فعال می کند؛.پروتئین کینازpelleرا نیز فعال می کند.فعالیت پروتئین کینازاحتمالا" از طریق یک میانجی پروتئین کاکتوس رافسفریله می کند.فسفریله ی شدن یک بارهءاین پروتئین مقدار آن را کاهش داده←dorsal می تواند واردهسته شود؛که بیشترین آن اغلب درناحیه قدامی ست.
فرایند انتقال پروتئینdorsalبه داخل هسته خیلی شبیه به فرایند انتقال فاکتور رونویسی
B NF-درهسته ی لنفوسیت پستانداران است.
اثرات غلظت پروتئین Dorsal
با نگاهی به نقشه سرنوشت جنین دروزوفیلادربرش عرضی وتقسیم 14 سلول به وضوح دیده می شود که 16 سلول با غلظت با لای پروتئین dorsal مزودرم را ایجاد می کنند؛سلول هایی که درمنطقه بالاتر قرار دارندگلیای تخصصی وسلولهای حد واسط عصبی رو ایجاد می کنند(غلظت dorsalکمتر)و2سلول بعدی اپیدرمیز قدامی وطناب عصبی- قدامی رابه وجود می آورنددر حالی که 9سلول فوقانی تراپیدرمیز خلفی را شکل می دهند؛6سلول هم پوشش آمینوسروزی جنین را ایجاد می کنند.این نقشه بر حسب مقدارغلظت dorsalدرهسته هاست؛مقدار زیاد dorsal موجب القای مزودرمی شدن سلولها می شود درحالی که مقدار کم آن سلولها رابه بافت گلیا یا اکتودرمی شدن سوق می دهد.
اولین اتفاق ریخت زایی درگاسترولاسیون دروزوفیلا پدیده ءتورفتگی سلولها در جنین 16سلولی است که بیشتر ازقسمت قدامی می با شد.ماهیچه های بدن ،گنادها واجسام چرب از سلولهای مزودرمی به وجود می آیند.
پروتئین dorsal مزودرمی شدن این سلول هارا به دوروش معین می –کند.
1) ابتدا فعال کردن ژن های ویژه ای که فنوتیپ مزودرمی ایجاد می کنند.سه ژن هدف عبارت از:
Twist،Snailوrhomboid که فقط درهسته هایی که دارای غلظت بالای پروتئین dorsal اند، رونویسی می شوند.
پروتئین twist ژن های مزودرمی را فعال می کندوsnail از ژن های ویژه ءغیرمزودرمی را که ممکن فعال شوندجلوگیری می کند،rhomboid توسط dorsal فعال اما به وسیله ئ snail ممانعت می شود.درنتیجه rh دراغلب سلولهای قدامی مهار نمی شود.
دو ژنtwistوsnail برای فنوتیپ کامل مزودرمی وگاسترولاسیون طبیعی لازم می باشند.
2) پروتئین dorsal بصورت مستقیم مزودرم را تعین می کند،علاوه برفعال کردن ژن های محرک مزودرمی( snailوtwist ) مستقیما" کار خلفی شدن را انجام می دهند( dppوzen ) ممانعت می کند.درنتیجه این پروتئین می تواند هم به عنوان فعال کننده ی ژن هاعمل کند وهم به عنوان رسپتور ژن های دیگرباشد.
محورها
محورهای پشتی – شکمی وپشتی – جانبی دردروزوفیلا طی یک سیستم هماهنگ شکل می گیرد که می تواند درقسمت های تعین شده ء درون جنین بکار رود.
مطالعات ژنتیکی زیادی روی جنین دروزوفیلا صورت گرفته اماتعداد ژن هایی که تعین محورهای قدامی – خلفی وخلفی – جانبی را عهده دارند کشف نکرده اند.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر