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果蝇的性别决定(下)

(2009-04-09 11:46:23)
标签:

杂谈

分类: 生物学教育

() 剂量补偿作用

在所有xy型的生物中,由于雌性有两条X染色体,而雄性仅一条X染色体,那么按理说X连锁基因表达的量雌、雄之间是不同的,雌性所具有的X-连锁基因的产量是雄性的2倍,但实际上是相近的,这就是通过一种剂量补偿机制来调节的,但不同的生物这种剂量补偿机制也是不同的。

果蝇的剂量补偿效应仍通过Sx1蛋白来调节的。有一组基因称为雄性特异致死效应基因(male-specific lethal effects),这组基因已发现有4个:ms1-1 ms1-2 ms1-3、和mle(maleless)。前3个基因都位于第2号染色体上,仅mle在第3号染色体上。用它们的抗体进行免疫反应,表明Msls蛋白在雄性的X染色体上有数百个结合位点,而在雌性X染色体上却没有。表明msls可能直接介导剂量补偿,调节同一条X染色体上性连锁基因。这4个基因的产物可能相互结合成异聚复合体。

一系列证据表明Sx1基因通过阻止雌性X染色体的过度转录来调节剂量补偿。Sx1功能的打开和关闭就像控制体细胞分化那样控制剂量补偿。近期用特异的多克隆抗体与X体色体的结合实验研究了Sx1的表达,结果表明Sx1在细胞中表达的水平与mslX染色体结合能力相一致,这就意味着Sxl的表达可能促使mslX染色体的结合,从而抑制了 x-染色体基因的过度表达。

Msl-2是作为剂量补偿的开关基因。也是Sx1调节目标的候选者。msl-2蛋白只在雄果蝇中存在,若在雌体中意外表达,则导致了另一些msls广泛地积聚在X-染色体上,彼此相间排列。

Sx1蛋白也是通过选择性剪接的机制对msl-2进行负调节。在雄性中无Sx1 msl-2转录本5'上游区域的一个内含子被切除,而在雌性中Sx1正好结合在此5'上游内含子上,使其得以保留,而这个内含子上有终止密码子,使翻译过早终止,产生无功能的Msl-2

Msls的调控是在转录水平,通过促进雄性X染色体转录水平来提高基因产物的量。

整个的果蝇X-连锁基因的剂量补偿调控:A信号和母体基因在雌性中激活Sx1,而Sx1使ms1-2RNA不能适当的剪接,结果产生了无效的ms1-2蛋白,从而就不能激活msls基因,X染色体则以基础水平转录;而在雄性中Sx1蛋白无功能,msl-2可不受干扰的正确剪接,产生有活性的ms1-2,它可激活msls基因,使  X染色体高水平转录,这样雄果蝇虽然只有一条X染色体,但表达的量与雌果蝇二条X染色体表达的量相同,达到了剂量平衡。

由于msls基因位于常染色体上,当常染色体套数增加msls的产量也随之增加,对X染色体表达的促进作用也更强,因此超雄(1X:3AX染色体的活性比正常的雄性(1X2A)更高。

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