DSC00798

eaiów (5, z których tylko jeden jest pseudogenem. Podobnie — jak to zaobserwowano w zespołach genów programu — i w zespołach ą i (3 genów globinowych. kolejność topograficzna penów wzdłuż chromosomu odpowiada kolejności ich aktywacji w rozwoju (tab. 30.4). Skład peprydowy hemoglobiny zmienia się w czasie rozwoju. Zmiany te są częściowo odwracalne, np. działaniem erytropoetyny można spowodować przynajmniej częściową reaktywację transkrypcji genów, które uprzednio były aktywne w fazie płodowej.

Kolejność pojawiania się różnych globin w czasie ontogenezy regulowana jest głównie na poziomie aktywacji genomu i transkrypcji, a nie w fazach późniejszych biosyntezy białek.

W aktywacji tej wykazano związek transkrypcji globin z podwyższeniem wrażliwości kodującego regionu DNA na działanie DNAzy, a także z niskim poziomem metylacji (patrz s. 511). Obecnie skkmowano regiony DNA kodujące globiny a i f) i regiony kontrolne promotora, modulatora i selektora (patrz rys. 30.1 i 30.3). Transkrypcja globin jest specyficzna tkankowo i ogranicza się wyłącznie do komórek erytropoctycznych.

Jak już mówiliśmy, w rozwoju zachodzi kolejność aktywacji genów. W rozwoju zarodkowym są to geny p e, y, a. (3 i 8 (patrz tab. 30.4). U człowieka (podobnie jak u wszystkich naczelnych) genypodlega aktywacji dopiero w czasie życia płodowego. Jednak homologiczny gen y u gryzoni podlega ekspresji już w czasie embriogenezy, a więc znacznie wcześniej. Powstało pytanie, czy też sygnał aktywujący transkrypcję tego genu pojawia się później w rozwoju człowieka niż u gryzoni. Aby rozwiązać to zagadnienie wyprodukowano myszy transgcniczne, wprowadzając do genomu myszy ludzki gen y. Okazało się. Ze w myszach transgenicznych ten ludzki gen rozpoczynał transkrypcję już w okresie embriogenezy. A więc do aktywacji tego genu krytycznym był sygnał rozwojowy pochodzący z zarodka myszy, a nie jego specyfika gatunkowa.

Genetyczne i epigenety czne mechanizmy kontroli transkrypcji genów w rozwoju i różnicowaniu komórek

Aktywacja i zróżnicowana transkrypcja genomu organizmów w czasie rozwoju i różnicowania komórek wykazuje prawidłowości:

—chronologiczne związane albo z autonomicznym ciągiem aktywacji genomu albo z odbyciem pewnej liczby podziałów komórkowych albo wreszcie ze zbieżnością w czasie wytwarzania zarówno czynników różnicowania, jak i ich receptorów na komórkach docelowych;

—regionalne związane z powstaniem osi ciała albo w jaju albo w zarodku, powstawanie linii komórek w rozwoju, a następnie migracją i przemieszczaniem się komórek i i warstw komórek, wreszcie ze wzajemnym ograniczającym się działaniem produktów genów programu okolic ciała (na razie poznane tylko u Drosophila) powodujące postępuj&ą regionalizację aktywności trans-krypcyjncj genomu w czasie rozwoju;

—specyficzność tkankową, którą wyznaczają cechy mikrośrodowiska (np. obecność charakterystycznych typów substancji międzykomórkowej), czynniki regulatorowe (np. czynniki działające w erytropoezie);

—charakterystyczne ułożenie liniowe zespołów genów programu na poszczególnych chromosomach tworzących wielogenowe transkrypty, np. zespół Aiu-C Drosophila;

— możliwości jednoczesnej aktywacji wielu grup genów rozrzuconych w genomie (np. w stadium przejściowym blastuli Xenopus), bo bardzo różne geny mają podobny lub identyczny odcinek kontrolujący icb transkrypcję. Zatem jeden czynnik oddziałując na wszystkie podobne lub identyczne odcinki kontrolne włącza równocześnie transkrypcję wielu genów.

531