Variegación por efecto de posición
A variegación por efecto de posición (VEP) (en inglés position-effect variegation, PEV) é un tipo de variegación causada polo silenciamento dun xene nalgunhas células debido a quedar colocado anormalmente preto dunha rexión de heterocromatina por medio da rearranxos no cromosoma ou transposición.[1] Está tamén asociada con cambios na conformación da cromatina.[2]
Introdución
[editar | editar a fonte]O exemplo clásico é a translocación wm4 (white-mottled-4) de Drosophila. Nesta mutación unha inversión no cromosoma X situou o xene white preto da heterocromatina pericéntrica ou dunha secuencia de repeticións que se fai heterocromática.[3] Normalmente, o xene white exprésase en cada célula do ollo adulto de Drosophila orixinando un fenotipo de ollo vermello. No mutante w[m4], a cor do ollo era variegado (coloreado en mosaico vermello e branco), e o xene white expresábase nalgunhas células nos ollos e non noutros. A mutación describiuna primeiramente Hermann Muller en 1930.[4] A variegación por efecto de posición é unha inactivación de xenes inducida pola heterocromatina.[5] Os fenómenos de silenciamento de xenes similares a este tamén se observaron en S. cerevisiae e S. pombe.[5]
Tipicamente, as secuencias de ADN barreira impide que a rexión heterocromática se espalle na eucromatina, pero xa non está presente nas moscas que herdan certos rearranxos cromosómicos.[6]
Etimoloxía
[editar | editar a fonte]A variegación por efecto de posición é un efecto de posición porque o cambio de posición dun xene desde a súa posición orixinal a algunha outra preto dunha rexión heterocromática ten un efecto sobre a súa expresión.[7] O efecto é a variegación nun determinado fenotipo, é dicir, a aparencia de manchas irregulares de diferentes cores, debido á expresión do xene orixinal de tipo silvestre nalgunhas células do tecido, pero non noutras,[8] como se observa no ollo mutado de Drosophila melanogaster.
Porén, é posible que o efecto do xene silenciado non sexa visible fenotipicamente nalgúns casos. A variegación por efecto de posición detectouse por primeira vez en Drosophila porque era un dos primeiros organismos nos cales se utilizou a irradiación con raios X como indutor de mutacións.[1] Os raios X poden causar rearranxos cromosómicos que poden orixinar variegación por efecto de posición.[1]
Mecanismos
[editar | editar a fonte]Entre varios modelos hai dous modelos epixenéticos moi populares. Un é o espallamento cis da heterocromatina alén do punto de rotura do rearranxo. As interaccións trans poden ser unha explicación cando o modelo de espallamento cis é incapaz de explicar certos fenómenos.[5]
Espallamento cis
[editar | editar a fonte]De acordo co modelo do espallamento cis (cis-spreading) a heterocromatina forza unha conformación alterada da cromatina na rexión eucromática. Debido a isto, a maquinaria transcricional non pode acceder ao xene que causa a inhibición da transcrición.[5] Noutras palabras, a heterocromatina espállase e causa o silenciamento de xenes empaquetando a rexión normalmente eucromática.[2] Pero este modelo falla cando quere explicar algúns aspectos da variegación por efecto de posición. Por exemplo, a variegación pode ser inducida nun xene localizado a varias megabases do punto de separación da heterocromoatina coa eucromatina debido a rearranxos nese punto. Ademais, a intensidade do fenotipo variegado pode ser alterada pola distancia da rexión heterocromática ao punto de separación.[5]
Isto suxire que as interaccións trans son cruciais para a variegación por efecto de posición.
Interaccións trans
[editar | editar a fonte]Estas son interaccións entre as diferentes rexións heterocromáticas e a organización cromosómica global no núcleo en interfase.[5] Os rearranxos debidos á variegación por efecto de posición sitúan o xene reporteiro nun novo compartimento do núcleo onde a maquinaria transcricional necesaria non está dispoñible, silenciando así o xene e modificando a estrutura da cromoatina.[2]
Estes dous mecanismos aféctanse un ao outro tamén. O mecanismo que domine para influír no fenotipo depende do tipo de heterocromatina e do complicado que sexa o rearranxo.[5]
Supresión en Drosophila melanogaster
[editar | editar a fonte]As mutacións nos xenes mus son candidatas a ser modificadores da variegación por efecto de posición, xa que estes xenes están implicados no mantemento e reparación do cromosoma. A estrutura do cromosoma nas proximidades do punto de rotura parece ser un determinante importante do proceso de inactivación de xenes. Illáronse seis segundas mutacións mus cromosómicas con wm4. Situouse unha copia de xenes white de tipo silvestre en posición adxacente á heterocromatina. Os diferentes mutantes mus eran: mus201D1, mus205B1, mus208B1, mus209B1, mus210B1 e mus211B1. Construíuse unha liñaxe coa substitución do cromosoma X estándar polo wm4. Observouse que a supresión da variegación por efecto de posición non é característica das mutacións mus en xeral. Só nos homocigotos mus209B1, a variegación era suprimida sinificativamente. Ademais, cando están en homocigose, a 2735 e D-1368 e todas as combinacións heteroalélicas das súas mutacións Pcna suprimen fortemente a variegación por efecto de posición.[9]
Noutros organismos
[editar | editar a fonte]En ratos
[editar | editar a fonte]En ratos, observouse unha cor da pelame variegada. Cando unha rexión autosómica que porta un xene para a cor do pelo é inserida no croomosoma X, obsérvase un silenciamento variable do alelo. Porén, a variegación obsérvase só na femia que ten esta inserción xunto cunha mutación homocigota no xene da cor da pelame orixinal.[1] O alelo de tipo silvestre queda inactivado debido á heterocromatinización.[1]
En plantas
[editar | editar a fonte]En plantas, a variegación por efecto de posición observouse en Oenothera blandina. O silecnciamento de xenes eucromáticos ocorre cando os xenes están situados na veciñanza dunha nova zona heterocromática.[1]
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Elgin, Sarah C.R.; Reuter, Gunter (agosto de 2013). "Position-Effect Variegation, Heterochromatin Formation, and Gene Silencing in Drosophila". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 5 (8): a017780. ISSN 1943-0264. PMC 3721279. PMID 23906716. doi:10.1101/cshperspect.a017780.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Lloyd, Vett K.; Sinclair, Don A.; Grigliatti, Thomas A. (1999-04-01). "Genomic Imprinting and Position-Effect Variegation in Drosophila melanogaster". Genetics 151 (4): 1503–1516. ISSN 0016-6731. PMC 1460573. PMID 10101173. doi:10.1093/genetics/151.4.1503.
- ↑ Vogel, Maartje J.; Pagie, Ludo; Talhout, Wendy; Nieuwland, Marja; Kerkhoven, Ron M.; van Steensel, Bas (2009-01-29). "High-resolution mapping of heterochromatin redistribution in a Drosophila position-effect variegation model". Epigenetics & Chromatin 2 (1): 1. ISSN 1756-8935. PMC 2644302. PMID 19178722. doi:10.1186/1756-8935-2-1.
- ↑ Hermann J. Muller (1930). "Types of visible variations induced by X-rays in Drosophila". Journal of Genetics (Springer India) 22 (3): 299–334. doi:10.1007/BF02984195.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 Wakimoto, Barbara T (1998-05-01). "Beyond the Nucleosome: Epigenetic Aspects of Position–Effect Variegation in Drosophila". Cell 93 (3): 321–324. PMID 9590165. doi:10.1016/S0092-8674(00)81159-9.
- ↑ Molecular biology of the cell. EUA: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC, an Informa business, 711 Third Avenue, New York, NY 10017, US 3 Park Square, Milton Park, Abingdon, OX14 4RN, UK. 2015. pp. 195. ISBN 978-0-8153-4432-2.
- ↑ "position-effect".
- ↑ Tartof, Kenneth D.; Hobbs, Cheryl; Jones, Marilyn (1984-07-01). "A structural basis for variegating position effects". Cell 37 (3): 869–878. PMID 6086148. doi:10.1016/0092-8674(84)90422-7.
- ↑ Henderson, D S; Banga, S S; Grigliatti, T A; Boyd, J B (1994-03-15). "Mutagen sensitivity and suppression of position-effect variegation result from mutations in mus209, the Drosophila gene encoding PCNA.". The EMBO Journal 13 (6): 1450–1459. ISSN 0261-4189. PMC 394963. PMID 7907981. doi:10.1002/j.1460-2075.1994.tb06399.x.
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Outros artigos
[editar | editar a fonte]Bibliografía
[editar | editar a fonte]- Aagaard L., Laible G., Selenko P., Schmid M., Dorn R., Schotta G., Kuhfittig S., Wolf A., Lebersorger A., Singh P. B., Reuter G., Jenuwein T. (1999). "Functional mammalian homologues of the Drosophila PEV-modifier Su(var)3- 9 encode centromere-associated proteins which complex with the heterochromatin component M31". EMBO J 18 (7): 1923–38. PMC 1171278. PMID 10202156. doi:10.1093/emboj/18.7.1923.
- Buchner K., Roth P., Schotta G., Krauss V., Saumweber H., Reuter G., Dorn R. (2000). "Genetic and molecular complexity of the position effect variegation modifier mod(mdg4) in Drosophila". Genetics 155 (1): 141–57. PMC 1461079. PMID 10790390. doi:10.1093/genetics/155.1.141.
- Dorn R., Krauss V., Reuter G., Saumweber H. (1993). "The enhancer of position-effect variegation of Drosophila, E(var)3-93D, codes for a chromatin protein containing a conserved domain common to several transcriptional regulators". Proc Natl Acad Sci U S A 90 (23): 11376–80. Bibcode:1993PNAS...9011376D. PMC 47985. PMID 8248257. doi:10.1073/pnas.90.23.11376.
- Ebert A., Schotta G., Lein S., Kubicek S., Krauss V., Jenuwein T., Reuter G. (2004). "Su(var) genes regulate the balance between euchromatin and heterochromatin in Drosophila". Genes Dev 18 (23): 2973–83. PMC 534657. PMID 15574598. doi:10.1101/gad.323004.
- Eissenberg J. C., Morris G. D., Reuter G., Hartnett T. (1992). "The heterochromatin-associated protein HP-1 is an essential protein in Drosophila with dosage-dependent effects on position-effect variegation". Genetics 131 (2): 345–352. PMC 1205009. PMID 1644277. doi:10.1093/genetics/131.2.345.
- Jenuwein T., Laible G., Dorn R., Reuter G. (1998). "SET domain proteins modulate chromatin domains in eu- and heterochromatin". Cell Mol Life Sci 54 (1): 80–93. PMID 9487389. doi:10.1007/s000180050127.
- Schotta G., Ebert A., Krauss V., Fischer A., Hoffmann J., Rea S., Jenuwein T., Dorn R., Reuter G. (2002). "Central role of Drosophila SU(VAR)3-9 in histone H3-K9 methylation and heterochromatic gene silencing". EMBO J 21 (5): 1121–31. PMC 125909. PMID 11867540. doi:10.1093/emboj/21.5.1121.
- Tschiersch B., Hofmann A., Krauss V., Dorn R., Korge G., Reuter G. (1994). "The protein encoded by the Drosophila position-effect variegation suppressor gene Su(var)3-9 combines domains of antagonistic regulators of homeotic gene complexes". EMBO J 13 (16): 3822–31. PMC 395295. PMID 7915232. doi:10.1002/j.1460-2075.1994.tb06693.x.
