DSC00789

mutacje recesywne genu kruppel dozwalają na przebieg rozwoju aż do stadium dorosłego (tzw. słabe mutacje). Taki mutant nieoczekiwanie nie tworzy komórek wyjściowych do wytworzenia cewek Malpighiego na granicy listka endodermalncgo i ektodcrmalnego. A więc gen kruppel nie tylko kontroluje przebieg tworzenia okolic ciała, ale także różnicowanie komórek listków zarodkowych.

Region kontrolny genu hunchback ma aż trzy sekwencje wzmacniacza aktywowane białkiem Bicoid. Z drugiej strony translacja mRNA genu hunchback w wysokim stężeniu białek Oskar i Caudal jest albo zahamowana, albo powstałe białko jest niestabilne i nie ma go w okolicy tylnej zarodka. W części środkowej zarodka z kolei ekspresja genu hunchback jest hamowana przez represyjne działanie białka Kruppel. Z tego wynika, że produkt genu hunchback zostaje wytworzony i może działać wyłącznie w strefie przedniej zarodka. W obrębie regionu przedniego wykazano jeszcze istnienie aż trzech podregionów: do wczesnego normalnego zarodka wstrzyknięto cDNA złożone z odcinka kontrolnego (trzech powtórzeń sekwencji wzmacniacza) i promotora genu hunchback sprzęgniętego z genem struktury — p-galaktozydazą bakterii jako genu reponerowego'. Transkrypcja i translacja tego genu prowadzi do powstania enzymu, wykrywanego za pomocą przeciwciała. W wyniku iniekcji otrzymywano defektywne zarodki typu hunch-bock, bo białko Bicoid wiązało się z wstrzykniętymi sekwencjami wzmacniacza i wobec tego nie wystarczało go na stymulację własnych genów hunchback. Wykazano, że najwięcej p-galaklozy tworzy się na przodzie zarodka, gdzie aż trzy sekwencje wzmacniacza są wysycooe białkami Bicoid. Stężenie ^-galaktozy jest mniejsze w strefie pośredniej, a najmniejsze w podregionie graniczącym ze strefą Kruppel. W tej strefie Bicoid wiązał się tylko z jedną sekwencją wzmacniacza i aktywność transkrypcji była niska.

Tego typu badania pozwoliły zrozumieć, jak przez wzajemne oddziaływania i ich hierarchię w obrębie osi przodo-tylnej może dojść do regionalizacji przestrzennej poszczególnych części ciała.

W tej chwili brakuje danych dotyczących oddziaływania genów dorsaiizujących na dalszy przebieg determinacji wzdłuż osi grzbietowo-brzusznej. Wiadomo jedynie, że grupa genów stanowiących tzw. zbiór genów zespołu decapentaplegic (ang. complex DPP) wykazuje aktywność we wczesnych stadiach rozwoju i zawiera specyficzną homcodomenę (patrz s. 514, SIS). Jeden z genów tego zespołu, gen decapentaplegic (dPP) jest związany z prawidłową determinacją osi grzbietowo-brzusznej zarodka i larwy, a następnie z prawidłowym przebiegiem tworzenia osi odnóży osobników dorosłych. Białkowy produkt genu dPP Drosophila jest zbliżony chemicznie i funkcjonalnie do białek typu TGF-P, więc rodziny białek sekrecyjnych stanowiących czynniki różnicowania (patrz s. SI9). Transkrypty dPP we wczesnych stadiach rozwoju pojawiają się wyłącznie po stronie grzbietowej zarodka i uczestniczą w determinacji grzbietowej ektodermy.

W późniejszym rozwoju transkrypty pojawiają się ponownie, ale w innej lokalizacji w ektoder-mic, a także w przewodzie pokarmowym i mezodermie.

Dwa zygotyczne geny twist i snail także uczestniczą w determinacji regionów wzdłuż osi ¹ grzbietowo-brzusznej. Gen twist jest bezpośrednio związany z różnicowaniem listka mezoder-malnego w czasie gastrulacji zarodka. Równocześnie jego ekspresja zależy od prawidłowej ekspresji genu toU (matczynego). Białko genu twist oddziałuje na białko będące produktem genu snail. Z kolei białko Snail zawiera pięć kopii motywu palców cynkowych i ma powinowactwo do sekwencji wzmacniacza dwóch czynników transkrypcji Drosophila II1A i UD. Białko to ma charakter kinazy białkowej fosforylowanej na tyrozynie (patrz ss. 508,509; 518,519).

Genem reporterowym nazywamy gen nie będący składnikiem badanego genomu, którego obecność umiemy rozpoznać. Służy on do wykazania, że odcinek DNA zawierający ten gen został włączony do genomu.

523