Несколько часов назад я задумался о том, что на самом деле означает аллельное доминирование на молекулярном уровне. Как мы знаем из основ генетики, если бы организм имел Aaтип некоторого гена, то признак, контролируемый этим геном, был бы равен AAпадежу. И мы видим это только тогда, когда наш организм взрослеет. Хотелось бы узнать, как это работает на молекулярном уровне, почему Aa = AAна фенотипе? Я предполагаю, что уровень экспрессии Aлокуса больше, чем aлокуса, и если да, то почему? Это из-за химической структуры доминантного аллеля, с которым чаще взаимодействует РНК-полимераза?
Пожалуйста, помогите мне понять. Спасибо.
PS Я не рассматриваю различные взаимодействия генов как эпистаз и т. д., просто приведу простейший пример, чтобы описать то, что я хочу знать, но любые полезные соображения приветствуются.
Обычно не известно, что доминирование происходит из-за более высокого уровня экспрессии самого по себе одного из аллелей. Это, безусловно, может быть фактором, но обычно известно, что доминирование возникает из-за небольшого различия в функции (или, другими словами, в активности) продукта гена (который может быть белком или РНК).
Обратите внимание, что изменение функции не означает, что аллели будут иметь совершенно другую функцию. Это просто означает, что аллели могут различаться по своему функционированию. Например, два варианта фермента могут иметь несколько разные кинетические свойства (такие как V max K m и k cat ). Хотя изменение активности обычно может относиться к V max (максимальной активности фермента), мутации также могут изменять другие константы. Некоторые мутации могут сделать фермент чувствительным к температуре, влияя на стабильность всей структуры. Крайним вариантом может быть функциональный аллель и нефункциональный аллель.
Хотя концентрация продукта влияет на его активность, она не меняет его специфической активности, которая может измениться при наличии мутации.
Более того, даже если один аллель на самом деле имеет более высокую экспрессию, чем другой, результирующий признак можно отличить от гомозиготного aaтолько в том случае, если два аллеля имеют немного разные функции или если разница в уровне экспрессии между продуктом гена в Aaи aaдостаточно велик, чтобы вызывать различные биологические эффекты. Во втором случае не было бы никаких изменений в функции гена, и эффект доминирования основан исключительно на дозировке гена . В этом обзоре Veitia and Birchler (2010) исследуется возможность стехиометрических изменений макромолекулярных комплексов или клеточных сетей, ответственных за доминирующие фенотипы *.
Здесь есть три случая:
Только мутации в промоторах/энхансерах могут влиять на транскрипцию, влияя на рекрутирование РНК-полимеразы. Однако следует отметить, что мутации в нетранскрибируемых областях, особенно в дистальных регуляторных элементах, не считаются частью рассматриваемого гена. Поскольку такие сложные способы регуляции были неизвестны во времена Менделя, классическая генетика не объясняет эти эффекты. Следовательно, эти мутанты нельзя было бы назвать аллелями рассматриваемого гена.
Мутации в транскрибируемых участках могут влиять на скорость элонгации полимеразы (особенно если это приводит к образованию стабильных вторичных структур ДНК). Это всего лишь теоретическая возможность , и я не встречал ни одного исследования, в котором сообщалось бы о чем-то подобном.
Однако мутации в нетранслируемых областях мРНК могут изменить экспрессию белка. Эти мутации могут влиять на посттранскрипционную регуляцию экспрессии белка или даже на локализацию РНК .
Синонимичные мутации в кодирующей области могут влиять на скорость трансляции и, следовательно, на концентрацию белка.
* (цитируется дословно)
Dominance is generally not because of higher expression level. Я не уверен в этом обобщении. У вас есть ссылка на то, что чаще всего доминирование не опосредовано изменением уровня экспрессии? Я думаю, что мы слишком мало знаем о механизмах доминирования и его эволюции, чтобы делать такие заявления.
WYSIWYG
дшульгин