Кіріспе
Адамдағы ақуызды кодтайтын ген Жұпталған қорап ақуыздары Pax 6, сондай-ақ II типті аниридия ақуыздары (AN2) немесе окулоромбин деп аталады, бұл адамдарда PAX6 генінің кодтауындағы ақуыз.
Paired box protein Pax 6, also known as aniridia type II protein (AN2) or oculorhombin, is a protein that in humans is encoded by the PAX6 gene.
Функция
PAX6 - Pax гендер тұқымдасының мүшесі, ол Pax 6 ақуызын кодтайтын генетикалық ақпаратты алып жүреді. Ол көздер мен басқа да сезім мүшелерінің, кейбір жүйке және эпидермалық тіндердің, сондай-ақ әдетте эктодермалық тіндерден алынған басқа да гомологты құрылымдардың дамуы үшін "бас бақылау" гені ретінде әрекет етеді. Алайда, көздің дамуы үшін гендер жиынтығы қажет екені белгілі болды, сондықтан "бас бақылау" генінің термині дұрыс болмауы мүмкін. Pax 6 транскрипция факторы ретінде, нейроэктодерма әлсіз Sonic hedgehog (SHH) және күшті TGF Beta сигналды градиенттерінің комбинациясын қабылдағанда, экспрессияланады. Экспрессия бірінші рет алдыңғы мида, артқы мида, бас эктодермасында және омыртқа миында байқалады, содан кейін ортаңғы мида көрінеді. Бұл транскрипция факторы ең көп эктопиялық көздердің интерспецификалық индуцирленген экспрессиясында пайдаланылуымен танымал және медициналық маңызы бар, өйткені гетерозиготалық мутанттар адамдарда аниридия сияқты көздің кең спектрлі ақауларын тудырады. Жоғары өнімділік зерттеулері линзаның дамуы кезінде Pax6 транскрипциялық факторларының көптеген жаңа нысана гендерін анықтады. Олардың ішінде жаңадан анықталған BCL9 транскрипциялық активаторы, Pygo2мен бірге Pax6 функцияларының төменгі ағыстағы эффекттері.
Түрлердің таралуы
PAX6 ақуызының қызметі екі түрдің арасында жоғары деңгейде сақталады. Мысалы, тышқанның PAX6 Drosophila melanogaster организмінде көздің дамуын қозғай алады. Сонымен қатар, тышқан мен адамның PAX6 - сының амин қышқылдарының реті бірдей. PAX6 локусының геномдық ұйымы түрлер арасында әр түрлі, оның ішінде экзондардың саны мен таралуы, цис реттеуші элементтер және транскрипция бастау орындары, бірақ омыртқалылар кладындағы көптеген элементтер бір-бірімен сәйкес келеді. Геномдық ұйымды зерттеудің алғашқы жұмыстары бақаларда жүргізілген, бірақ тышқанның локусы туралы сурет осы уақытқа дейін ең толық болып табылады. Бұл 3 расталған промотордан (P0, P1, Pα), 16 экзоннан және кем дегенде 6 күшейтушіден тұрады. 16 расталған экзон 0-ден 13-ке дейін нөмірленеді, 4 және 5-экзондардың арасында орналасқан а экзонының және 5а экзонының қосымшалары бар. Әрбір промотор өзінің проксималды экзонымен (P0 үшін экзон, P1 үшін экзон) байланысты, нәтижесінде 5' un аударылған аймақта баламалы түрде тігілетін транскрипттер пайда болады. Конвенция бойынша, басқа түрлердің ортологтары үшін экзон адам / тышқан нөмірлеуіне қатысты аталады, егер ұйым жақсы сақталған болса. Ойыншық көздің көрінісін оңтайлы реттейді.
Изоформалар
Омыртқалы жануарлардың PAX6 локусы кем дегенде үш түрлі белок изоформасын кодтайды, олар каноникалық PAX6, PAX6 (((5a) және PAX6 (((ΔPD) болып табылады. Каноникалық PAX6 белогында N терминалды жұптасқан домен бар, ол жұптасқан типті гомеодоменге байланыстырғыш аймақпен және пролинге / серинге / треонинге (P / S / T) бай C терминалды доменменмен байланысты. Жұпталған домен мен жұпталған типтегі гомеодомендердің әрқайсысының ДНК-мен байланысу қызметі бар, ал P/S/T бай домен трансактивация қызметіне ие. PAX6 ((5a) - бұл баламалы түрде тігілген 5a экзонының өнімі, нәтижесінде жұпталған доменге 14 қалдықты енгізу, бұл ДНҚ-ға байлау белсенділігінің ерекшелігін өзгертеді. Лингкерлік аймаққа сәйкес келетін нуклеотидтік тізбек PAX6 үшінші изоформасы пайда болатын үш баламалы коданың кодондарын кодтайды. Бұл үш геннің өнімдерінің барлығы жұпталған доменсіз, жалпы алғанда PAX6 ((ΔPD) немесе жұпталмаған изоформалар деп аталады. Жұпсыз ақуыздардың молекулалық салмағы 43, 33 немесе 32 кДА, бұл қолданылатын бастапқы кодонға байланысты. PAX6 трансактивация функциясы өзгермелі ұзындығы C терминалы P/S/T бай доменге жатқызылады, ол адам мен тышқанның ақуыздарында 153 қалдыққа дейін созылады.
Клиникалық маңызы
Тышқандарда жүргізілген тәжірибелер Pax 6 жетіспеушілігі мидың көлемінің азаюына, аутизмге әкелетін ми құрылымының ауытқуларына, ирис түзілуінің болмауына немесе жіңішке мүйіз қабығына әкелетінін көрсетеді. Нокаут эксперименттері көзсіз фенотиптерді пайда етіп, геннің көздің дамуындағы рөлін күшейтті.
Мутация
Эмбриологиялық даму кезінде тышқанның 2- хромосомасында кездесетін PAX6 генінің омыртқа миы, артқы ми, алдыңғы ми және көз сияқты бірнеше ерте құрылымдарда экспрессияланғанын көруге болады. сүтқоректілердің түрлеріндегі ПАКС6 генінің мутациялары организмнің фенотипіне елеулі әсерін тигізуі мүмкін. Бұл PAX6 кодтаған 422 амин қышқылының ұзын транскрипциялық факторының гомозиготалық мутацияларын қамтитын, олар " кішкентай көз " (PAX10sey/sey) деп аталатын көздер немесе мұрын қуыстары дамымайтын тышқандарда байқалады. PAX6 жойылса, бірдей аномальды фенотиптер пайда болады, бұл мутациялар протеиннің функционалдылығын жоғалтуына әкеледі. PAX6 ретинаның, линзаның және мүйіз қабығының пайда болуына маңызды рөл атқарады, өйткені ол осы құрылымдардың, мысалы, оптикалық көпіршік пен үстіндегі беткі эктодерманың, прекурсорларын қалыптастыру кезінде жасушаларды ерте анықтаудағы рөліне байланысты. Функционалды пакс6 жоқ тышқандар 9-10 күндік жүктілікте қалыпты тышқан эмбриондарынан фенотиптік жағынан ерекшелене бастайды. PAX6 генінің көз, мұрын және орталық жүйке жүйесінің дамуына әсер ететін нақты механизмдері мен молекулалық компоненттерін толық түсіндіру әлі де зерттеуде. Алайда, PAX6 зерттеуі осы сүтқоректілердің дене жүйелерінің дамуы мен генетикалық күрделілігін көбірек түсінуге мүмкіндік берді.