过程分子生物学4节.ppt

eng基因表达产物的性质与功能 eng基因编码产物En也是一种转录调控因子，其初始的表达由Ftz和Eve蛋白启动，但在表达后不久便被一种罕见的自调节系统所取代，并在很短的时间内，使P小区由一个细胞的宽度迅速扩展为数十个细胞的宽度。 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A 七大斑纹 十四条体节带 二十八个空间区 介导A小区和P小区发育的自调节正控制系统 在上述的自调节系统中，wnt（wingless）也响应Ftz和Eve蛋白而启动表达，开始时它只在紧贴着微量表达En蛋白的细胞的前极一侧一排细胞中表达，表达后Wg蛋白分泌出细胞，再通过著名的wnt信号转导途径将信号传入到表达En蛋白的P小区细胞，并激活这些细胞中编码En的基因高效表达。高浓度的En启动Hh编码基因的转录, Hh蛋白表达并修饰后分泌出细胞,并 作用于A小区细胞的受体上，以Hh信号转导途径维持Wg蛋白的持续大量合成，从而形成A和P小区共同发育的自调节正控制系统，这就使得A和P两个小区的边界更加清晰。 En Wg En Wg En Wg En Wg Wg A P Hh En A P A P A P A P Wg介导的wnt信号转导的普遍意义 值得注意的是，由Wg蛋白介导的wnt信号转导通路也广泛存在于脊椎动物体内，具有重要的生物学意义。其中，由porc基因编码的Porc是一种转膜蛋白，它能协助Wg从前极细胞分泌，但Wg在后极细胞膜上的受体却是Fz（DFrz2）Fz是一种七跨膜蛋白，但不偶联G蛋白。信号分子与受体相互作用后，激活由dsh基因编码的Dsh。Dsh是一种胞质型磷蛋白，能直接或间接地抑制Ser/Thr激酶Zw3。当Zw3有活性时，便抑制下一个蛋白Arm（由arm基因编码）的功能；而当Zw3被Dsh抑制后，便会释放Arm，后者转入核内，与其伙伴Pan蛋白结合，进而激活一组靶基因的表达。 Hh介导的Hh信号转导途径 Hh蛋白在P小区细胞中表达后，其两端分别经过胆固醇化和棕榈酰化修饰，并由膜蛋白Disp帮助分泌至胞外。修饰型的Hh蛋白作用于A小区细胞膜蛋白Ptc上，解除后者对另一受体Smo的阻遏。活化了的Smo通过Cos2/Fu复合物一方面直接磷酸化激活转录调控因子Ci，另一方面抑制Ci的降解。进入核内的Ci分别启动wnt、 ptc、dpp基因的转录。 from：Leni Jacob et al. Science 318, 66, 2007 最后，众多其它的极性基因表达产物再为14个条带和28个区提供特征性信息谱。这种产物信息谱包括：分泌性蛋白谱、转膜蛋白受体谱、蛋白激酶谱、细胞骨架蛋白谱、转录因子谱等，进而控制体节的分化发育，但这方面的详细机制远未搞清。 4D 异位同型基因的表达 如果说体节极性基因控制着各体节内部构成的信息或格局，那么异位同型基因（Homeotic Gene）则决定了各体节独自的分化发育程序。异位同型基因在胚胎生成期间发挥作用，其表达依赖于先前表达的体节形成基因。换句话说，异位同型基因是按照体节形成基因创建的信息样本去装配体节，因此异位同型基因突变往往会导致一个区域中的细胞发育成另一区域的细胞表型特征，例如在果蝇的触角区长出脚或在眼区长 a 异位同型基因的功能与特征 出翅膀来。 果蝇异位同型基因的结构 果蝇的异位同型基因分属两大基因簇：即触角组(Ant-C)和双胸组(BX-C)。触角组控制头部和胸部各体节特征结构的形成；双胸组控制腹部各体节特征结构的形成。这两大基因簇都定位于果蝇的第3号染色体上，但被分隔在两处。 lab pb Dfd Scr Antp Ubx AbdA AbdB Ant-C BX-C 果蝇异位同型基因的表达谱 Hox基因转录物的全胚原位杂交成像 4D 异位同型基因的表达 果蝇最前面的第1-4个副体节是由ANT-C基因簇决定的，它含有labial（lab）、proboscipedia（pb）、Deformed（Dfd）、Sex combs reduced（Scr）、Antennapedia（Antp）等若干个异位同型基因，其编码产物均为器官结构形成基因的转录调控因子。该基因簇总长大约350kb，中间有几个非异位同型基因散布其中，但它们大部分也是在发 b Ant-C基因簇的顺序组织 育的不同阶段起调控作用的。 Ant-C基因顺序组织与其功能的对应关系 令人感兴趣的是，Ant-C基因簇的顺序组织与其效应有着明显的对应关系：最左边的基