В какой части или частях генома расположены последовательности. Распространяются ли они по хромосомам? Если да, то каким образом осуществляется последовательный и точный доступ к ним во время эмбриогенеза?
Это очень общий вопрос. «Последовательности развития» — это такие же гены, как и любые другие. Как и все гены, они полуслучайно распределены по геному. Несмотря на то, что в геноме есть богатые генами и бедные генами области, за некоторыми исключениями, особенно генами гомеобокса , гены не группируются по функциям.
Что касается последовательного доступа к ним, это огромный вопрос, но он не специфичен для эмбриогенеза. Гены всегда нужно включать/выключать в определенное время и в ответ на определенные стимулы. Это особенно очевидно во время разработки, но не является исключительным.
В основном это происходит с помощью обратной связи и контуров управления. Ген А активирует транскрипцию гена В, который активирует ген С, который затем деактивирует А. Если вам удастся включить А, остальное приложится. Один из способов, которым это может произойти в развивающихся эмбрионах, — через материнскую мРНК. Это молекулы мРНК, которые присутствуют в оплодотворенной яйцеклетке и начинают транслироваться . Это дает нам отправную точку для активации гена А, который затем включает В и т. д.
Этот ответ является огромным упрощением, но для полного ответа может потребоваться пара (или 40) проектов докторской степени.
Тердон прав в деньгах, когда дело доходит до координации, и я знаю по крайней мере одного студента, работающего над этим для своей диссертации. Однако, чтобы ответить прямо на ваш другой вопрос, в 2010 году был отличный обзор , который преподавался в моем классе генетики в том году.
Важно отметить, что мы до сих пор не знаем точно обо всех задействованных генах. Кроме того, было бы чрезвычайно сложно финансировать и проводить работу Хонга и др. в США.
Если вы прочтете эту статью, то заметите, что несколько задействованных генов являются генами, которые активны на протяжении всей жизни на разных уровнях. Рисунок 4 дает хороший пример того, как распределяется информация.
Обратите внимание, что три категории генов, которые они использовали, были даже совершенно разными: гены, специфичные для стволовых клеток, гены мышц, жира и соединительной ткани, термин «значительно обогащенный GO».
Поэтому, когда вы думаете о том, насколько разнообразны гены, было бы еще более странно, если бы они были сгруппированы вместе. Опять же, они, вероятно, не совсем случайны, но, похоже, у них нет закономерности.
Чтобы процитировать их взять домой:
Более того, сравнивая с опубликованными данными, мы идентифицировали три группы материнских генов с различными профилями регуляции в течение 4-9 недель развития, которые обеспечили молекулярную основу для анатомически различных событий развития, которые происходят между ранним эмбриогенезом и последующим органогенезом и гистогенезом.
Что еще более важно, наше детальное профилирование паттернов экспрессии генов в масштабах всего генома показало, что гены, участвующие в одних и тех же биологических процессах, часто регулируются скоординировано. Это открытие привело нас к гипотезе, что паттерны экспрессии генов, если они известны достаточно подробно, как в настоящем исследовании, могут быть использованы для предсказания роли гена в процессе развития.
Хун И, Лу Сюэ, Мин-Сюн Го и др. FASEB J. 2010 Сентябрь; 24(9): 3341–3350. doi: 10.1096/fj.10-158782 PMCID: PMC2923361