Это не официальный сайт wikipedia.org 01.01.2023

Геномный импринтинг — Википедия
Википедия

Геномный импринтинг

(перенаправлено с «Импринтинг генов»)

Геномный импринтинг — эпигенетический процесс, при котором экспрессия определённых генов осуществляется в зависимости от того, от какого родителя поступили аллели. Наследование признаков, определяемых импринтируемыми генами, происходит не по Менделю. Импринтинг осуществляется посредством метилирования ДНК в промоторах, в результате чего транскрипция гена блокируется. Обычно импринтируемые гены образуют кластеры в геноме.[1] Импринтинг некоторых генов в составе генома показан для насекомых, млекопитающих и цветковых растений.

ОбзорПравить

У диплоидных организмов соматические клетки несут две копии генома. Поэтому каждый аутосомный ген представлен двумя копиями, аллелями, полученными от материнского и отцовского организмов в результате оплодотворения. Для преобладающего числа генов экспрессия идёт с обоих аллелей одновременно. Однако у млекопитающих менее одного процента генов импринтированы, то есть экспрессируется только один аллель.[2] Какой аллель будет экспрессироваться, зависит от пола родительского организма, предоставившего аллель. Например, для гена IGF2 (инсулиноподобного фактора роста) экспрессируется только аллель, наследуемый от отца.[3]

Слово «импринтинг» было впервые использовано для описания явлений, наблюдаемых у насекомого Pseudococcus nipae.[4] У псевдококцид (Homoptera, Coccoidea) самцы и самки развиваются из оплодотворённых яиц. У самок все хромосомы остаются эухроматиновыми и функционируют, в то время как у самцов один гаплоидный набор хромосом становится гетерохроматиновым после шестого деления зиготы и остаётся таким в большинстве тканей, поэтому самцы являются функционально гаплоидными.[5][6][7] У насекомых явления импринтинга обычно означают сайленсинг генома у самцов и поэтому вовлечены в процессы определения пола. У млекопитающих процессы геномного импринтинга вовлечены в функциональное неравенство между родительскими аллелями генов.[8]

История открытияПравить

Первые опыты, обнаружившие различие в хромосомах, полученных от отца или от матери, были проделаны практически одновременно учёными, работавшими в Филадельфии[9] и Кембридже[10], в 1984 году.

Пятью годами позже Дэвид Хэйг[en] из Оксфорда высказал гипотезу, что отцовские гены отвечают за образование плаценты, а материнские — за дифференцировку клеток эмбриона при формировании тканей и органов. Из этого он сделал вывод, что у яйцекладущих и даже у сумчатых не должно быть импринтинга отцовских или материнских генов. Этот вывод был экспериментально подтверждён.[11] Но исследования Хейга объясняют лишь некоторые случаи импринтинга.[12][13]

МеханизмПравить

Импринтинг генов осуществляется с помощью процесса метилирования ДНК, а также с помощью модификации гистонов репрессорными комплексами поликомб[14]. Если по каким-то причинам импринтинг не сработает, это может привести к появлению генетических нарушений — например, синдром Прадера — Вилли[15], синдромы Беквита — Видемана и Рассела — Сильвера, а также к целому ряду других нарушений[16]. Кроме того потеря импринтинга является одной из причин низкой эффективности при клонировании животных путем переноса ядер соматических клеток (метод SCNT (somatic cell nuclear transfer)) и способствует дефектам развития, наблюдаемым у клонированных эмбрионов[17][18]

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. ↑ Нуклеиновые кислоты: от А до Я / Б. Аппель [и др.]. — М.: Бином: Лаборатория знаний, 2013. — 413 с. — 700 экз. — ISBN 978-5-9963-0376-2.
  2. ↑ Wilkinson, Lawrence S.; William Davies and Anthony R. Isles. Genomic imprinting effects on brain development and function (англ.) // Nature Reviews Neuroscience : journal. — 2007. — November (vol. 8, no. 11). — P. 832—843. — doi:10.1038/nrn2235. — PMID 17925812. Архивировано 8 февраля 2009 года.
  3. ↑ DeChiara, Thomas M.; Elizabeth J. Robertson and Argiris Efstratiadis. Parental imprinting of the mouse insulin-like growth factor II gene (англ.) // Cell : journal. — Cell Press, 1991. — February (vol. 64, no. 4). — P. 849—859. — PMID 1997210. Архивировано 30 мая 2020 года.
  4. ↑ Schrader, Franz. The chromosomes in Pseudococcus nipæ (неопр.) // Biological Bullitin. — 1921. — May (т. 40, № 5). — С. 259—270. — doi:10.2307/1536736. Архивировано 25 июля 2011 года.
  5. ↑ Brown, S. W.; U. Nur. Heterochromatic chromosomes in the coccids (англ.) // Science : journal. — 1964. — Vol. 145. — P. 130—136. — doi:10.1126/science.145.3628.130. — PMID 14171547. Архивировано 9 февраля 2009 года.
  6. ↑ Hughes-Schrader, S. Cytology of coccids (Coccoïdea-Homoptera) (неопр.) // Advances in Genetics. — 1948. — Т. 35, № 2. — С. 127—203. — PMID 18103373.
  7. ↑ Nur, U. Heterochromatization and euchromatization of whole genomes in scale insects (Coccoidea: Homoptera) (англ.) // Dev. Suppl.  (англ.) (рус. : journal. — 1990. — P. 29—34. — PMID 2090427.
  8. ↑ Feil, Robert Feil; Frédéric Berger. Convergent evolution of genomic imprinting in plants and mammals (англ.) // Trends in Genetics  (англ.) (рус. : journal. — Cell Press, 2007. — April (vol. 23, no. 4). — P. 192—199. — doi:10.1016/j.tig.2007.02.004. — PMID 17316885. Архивировано 19 февраля 2019 года.
  9. ↑ McGrath J., Solter D. 1984. Completion of mouse embryogenesis requires both the maternal and paternal genomes. Cell 37: 179—183.
  10. ↑ Barton S. C., Surami M. A. H., Norris M. L. 1984. Role of paternal and maternal genomes in mouse development. Nature 311: 374—376.
  11. ↑ Haig D., Westoby M. 1989. Parent-specific gene expression and the triploid endosperm. American Naturalist 134: 147—155.
  12. ↑ Hurst L. D., McVean G. T. 1997. Growth effects of uniparental disomies and the conflict theory of genomic imprinting. Trends in Genetics 13: 436—443.
  13. ↑ Hurst L. D. 1997. Evolutionary theories of genomic imprinting. In: Reik W., Surani A. (eds), Genomic imprinting, p. 211—237. Oxford University Press, Oxford.
  14. ↑ Weaver, J. R., & Bartolomei, M. S. (2014). Chromatin regulators of genomic imprinting. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Gene Regulatory Mechanisms, 1839(3), 169-177. doi:10.1016/j.bbagrm.2013.12.002 PMC 3951659
  15. ↑ Horsthemke B. 1997. Imprinting in the Prader-Willi / Angelman syndrome region on human chromosome 15. In: Reik W., Surani A. (eds), Genomic imprinting, p. 177—190. Oxford University Press, Oxford.
  16. ↑ Elbracht M, Mackay D, Begemann M, Kagan KO, Eggermann T. Disturbed genomic imprinting and its relevance for human reproduction: causes and clinical consequences. Hum Reprod Update. 2020;26(2):197-213. doi:10.1093/humupd/dmz045 PMID 32068234
  17. ↑ Overcoming Genomic Imprinting Barrier Improves Mammal Cloning  (неопр.). Дата обращения: 20 июня 2020. Архивировано 20 июня 2020 года.
  18. ↑ Wang LY, Li ZK, Wang LB, et al. (2020). Overcoming Intrinsic H3K27me3 Imprinting Barriers Improves Post-implantation Development after Somatic Cell Nuclear Transfer Cell Stem Cell. S1934-5909(20) 30212-5. doi:10.1016/j.stem.2020.05.014 PMID 32559418

ЛитератураПравить



Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Геномный_импринтинг&oldid=127289081