Αναζήτηση / Search

  
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry
Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι - Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry

 

 

 

Τo γονίδιο SRY του ανθρώπου και το ομόλογό του Sry στο ποντίκι

Το γονίδιο SRY εντοπίζεται στο Υ χρωμόσωμα,δρα στην αδιαφοροποίητη γεννητική καταβολή και προκαλεί τη διαφοροποίηση των κυττάρων αυτής σε κύτταρα Sertoli.Tα τελευταία εκπέμπουν σήματα προς τις υπόλοιπες κυτταρικές σειρές και τις καθοδηγούν,έτσι ώστε να ακολουθήσουν την οδό διαφοροποίησης του άρρενος,για να σχηματιστούν οι όρχεις.Δηλαδή το γονίδιο SRY και το ομόλογο του,Sry στο ποντίκι είναι ο ορχεοκαθοριστικός παράγοντας.

Το γονίδιο SRY του ανθρώπου απέχει περίπου 6 kb από το ψευδοαυτοσωμικό όριο και περιέχει ένα εξόνιο.Η έρευνα του m-RNA έδειξε ότι το γονίδιο Sry εκφράζεται κατά την γοναδική οργανογένεση μεταξύ 10,5 και 12,5 ημερών,post coitum.Πρόκειται για την περίοδο εμφάνισης των διαφοροποιούμενων κυττάρων Sertoli μέσα στο αδιαφοροποίητο γοναδικό βλάστημα.Η περίοδος αυτή αντιστοιχεί στην ηλικία των 6 εβδομάδων στον άνθρωπο.Με τις τεχνικές της αντιστρόφου μεταγραφής και της PCR ανιχνεύτηκαν μετάγραφα σε ορισμένους εμβρυϊκούς ιστούς και στον ενήλικα,καθώς και σε ορισμένες κυτταρικές σειρές.

Εικόνα 1. Αναπαράσταση της Μοριακής δομής της πρωτεΐνης SRY από Η/Υ. 

 

Ανταγωνιστικό ρόλο σε σχέση με το Sry διαδραματίζει το γονίδιο DAX-1. Υπεροχή της έκφρασης του Sry έναντι του DAX-1 οδηγεί σε αρσενικό φαινότυπο,ενώ υπεροχή του DAX-1 έναντι του Sry σε θηλυκό φαινότυπο.Στον άνθρωπο, όταν η πρωτεΐνη DAX1 απουσιάζει,παρουσιάζονται σοβαρές διαταραχές στα ορμονικά επίπεδα,αδρεναλίνης κτλ.

Εικόνα 2:Αναπαράσταση της Μοριακής δομής της πρωτεΐνης SRY από Η/Υ, μοντέλο κορδέλας+συρμάτων. 

 

Ιδιότητες των πρωτεϊνών SRY και Sry

Η πρωτεΐνη SRY εντοπίζεται στον πυρήνα και αποτελείται από δύο πλάγιες περιοχές, αγνώστου λειτουργίας, γύρω από μια περιοχή 80 αμινοξέων.Θεωρείται παράγοντας μεταγραφής και κατά συνέπεια εντοπίζεται στον πυρήνα.

Ο ρόλος της φαίνεται να είναι η κάμψη του DNA κατά ορισμένη γωνία, αφότου ενωθεί με αυτό, έτσι ώστε να έρθουν σε επαφή ορισμένοι απομακρυσμένοι παράγοντες μεταγραφής.Η λειτουργία της πρωτεΐνης SRY οφείλεται στην περιοχή των 80 αμινοξέων, η οποία έχει όμοια χαρακτηριστικά, διαφέρει όμως ελαφρώς, με τις πυρηνικές μη ιστονικές πρωτεΐνες HMG (High Molarity Group) που συνδέονται με το DNA.H αλληλουχία αυτή των 80 αμινοξέων εντοπίζεται επιπλέον σε ορισμένους παράγοντες μεταγραφής όπως ο hUBF (ευθύνεται για τη μεταγραφή της RNA πολυμεράσης) και οι LEF-1 και TFC-1 (ευθύνονται για τη μεταγραφή των γονιδίων των υποδοχέων των λεμφοκυττάρων Τ).Το σήμα πυρηνικής εντόπισης της πρωτεΐνης SRY περιέχεται στα 16 πρώτα αμινοξέα της περιοχής HMG.Όπως και τα άλλα μέλη της ίδιας οικογένειας η SRY μπορεί να συνδεθεί με πολύπλοκες δομές του DNA,όπως για παράδειγμα τις δομές Holliday (σταυροειδές DNΑ),χωρίς να είναι απαραίτητες και άλλες ειδικές αλληλουχίες.Αντίθετα δεν συνδέεται με το μονόκλωνo DNA.

Εικόνα 3: To σύμπλεγμα πρωτεΐνης SRY-DNA Αναπαράσταση της Μοριακής δομής με Η/Υ, μοντέλο κορδέλας. 

Η oμόφωνη αλληλουχία σύνδεσης της πρωτεΐνης SRY στο DNA είναι η 5' A/TAACAAT/A 3' ,η οποία ,όπως σημειώθηκε, διαφέρει ελαφρώς από τις αντίστοιχες αλληλουχίες σύνδεσης των άλλων πρωτεϊνών HMG ,εφόσον οι τελευταίες έχουν,η κάθε μία ξεχωριστά,ιδανική αλληλουχία σύνδεσης στο DNA,στην οποία και παρουσιάζουν τη μέγιστη συγγένεια.Μετά τη σύνδεση της SRY με την ειδική αλληλουχία προκαλείται κάμψη του DNA υπό συγκεκριμένη γωνία,εξαιτίας της παρεμβολής μιας μη πολικής αλυσίδας της HMG στη μικρή αύλακα του DNA.

Εικόνα 4: To σύμπλεγμα πρωτεΐνης SRY-DNA Αναπαράσταση της Μοριακής δομής με Η/Υ,χωροπληρωτικό μοντέλο. 

Πιο συγκεκριμένα,εισάγεται μια πλευρική αλυσίδα της SRY μεταξύ συγκεκριμένων ΑΤ ζευγών. Αυτή η πλευρική αλυσίδα ΙsI είναι απαραίτητη γιατί αναγνωρίζει το DNA και το μπλοκάρει σε συγκεκριμένη δομή. Μεταξύ της SRY και του DNA αναπτύσσονται ελάχιστοι δεσμοί υδρογόνου,ενώ μεταξύ των θετικά φορτισμένων ομάδων της SRY και των αρνητικά φορτισμένων φωσφορικών ομάδων του DNA σχηματίζεται δεσμός άλατος και προκύπτει έτσι ουδέτερο φωσφορικό άλας.Οι δεσμοί αυτοί ευνοούν τον αποσχηματισμό του DNA και το σχηματισμό ενός σταθερού συμπλόκου.Η αλληλεπίδραση μπορεί να χαρακτηριστεί υδρόφοβη.

Εικόνα 5: To σύμπλεγμα πρωτεΐνης SRY-DNA Αναπαράσταση της Μοριακής δομής με Η/Υ,μοντέλο κορδέλας και συρμάτων. Διακρίνονται 1. σε κόκκινο χρώμα οι α-έλικες της SRY 2. σε ασημένιο χρώμα οι περιοχές στις οποίες κάμπτεται η SRY 3. σε πράσινο και μπλε χρώμα οι δυο αλυσίδες του DNA,ώστε να δοθεί έμφαση στη γωνία που σχηματίζεται 4. σε μωβ χρώμα τα τμήματα που μετάλλαξή τους προκαλεί αναστροφή του φύλου. 

Τόσο το DNA όσο και η πρωτεΐνη SRY αναπροσαρμόζουν τη στερεοχημική τους διαμόρφωση,έτσι ώστε το σύμπλοκο SRY-DNA να αποκτήσει τη μέγιστη σταθερότητα.Πιο συγκεκριμένα αυξάνεται η γωνία ανάμεσα στα δυο μακριά και κοντά σκέλη της SRY, ενώ το DNA κάμπτεται τόσο,ώστε να υποδεχτεί στη μικρή του αύλακα τη μη πολική αλυσίδα της SRY.Η σχηματιζόμενη γωνία υπολογίζεται γύρω στις 80 μοίρες,οδηγώντας σε διεύρυνση της μικρής αύλακας και μερικό ξετύλιγμα της διπλής έλικας του DNA.Αξίζει να επισημάνουμε ότι η αλλαγή στη στερεοδιάταξη του DNA είναι εμφανέστερη.

Εικόνα 6: Η κάμψη του DNA. Η σχηματιζόμενη γωνία της κάμψης υπολογίζεται γύρω στις 80 μοίρες και έτσι φέρνει σε επαφή ορισμένους απομακρυσμένους παράγοντες μεταγραφής 

Σε ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες πραγματοποιήθηκαν μεταλλάξεις αλλαγής, ανάλογες αυτών που παρατηρούνται στις γυναίκες ΧΥ.Το συμπέρασμα ήταν ότι η συγγένεια σύνδεσης διαφέρει μεταξύ της εντελώς φυσιολογικής και της εντελώς αφύσικης γυναίκας,έχει δε άμεση συσχέτιση με την αυξανόμενη ελάττωση της δυνατότητα σχηματισμού συμπλέγματος πρωτεΐνη-DNA.

Επιπρόσθετα,συγκεκριμένες μεταλλάξεις,όπως η μετατροπή της μεθειονίνης σε ισολευκίνη, στη θέση 64 της περιοχής HMG, προκαλούν διαφορετικής γωνίας κάμψη στη θέση σύνδεσης της SRY στο DNA.Γνωρίζουμε ακόμα ότι στην ανθρώπινη πρωτεΐνη SRY απουσιάζει περιοχή ενεργοποίησης . Μεταλλαγές του SRY,SOX9,SF-1,WT-1 οδηγούν σε 46,ΧΥ με ανεστραμμένο φύλο θηλυκά.Επιπρόσθετη δόση του γονιδίου DAX1 (ή της αντίστοιχης πρωτεΐνης που κωδικοποιεί) οδηγεί σε 46,ΧΥ αναστροφή φύλου . Aπό ανάλυση των βιοχημικών αποτελεσμάτων μεταλλαγμένων SRY πρωτεϊνών από 5 ασθενείς με ολοκληρωτική γοναδική δυσγενεσία βρέθηκε ότι οι 2 ενώνονται με τον ενδεδειγμένο τρόπο και κάμπτουν το DNA σχεδόν με τον φυσιολογικό τρόπο,οι άλλες 2 ενώνονται περίπου με το σωστό τρόπο και κάμπτουν το DNA με τη γνωστή γωνία και η τελευταία ενώνεται με το DNA σχεδόν κανονικά,αλλά προκαλεί διαφορετική γωνία.Η γωνία κάμψης του DNA μετά την πρόσδεση της SRY εξαρτάται από την ακριβή αλληλουχία πρόσδεσης στο DNA .Όλα τα παραπάνω ενισχύουν την άποψη ότι ο ρόλος της SRY είναι η κάμψη του DNA κατά ορισμένη γωνία,προκειμένου να έρθουν σε επαφή ορισμένοι απομακρυσμένοι παράγοντες μεταγραφής.

Η πρωτεΐνη SRY δρα ως μονομερές,ενώ η HMG1 ,που περιέχει δύο περιοχές HMG,σχηματίζει διμερή.Τα διμερή αυτά,που ονομάζονται HMG-BOX A και B.Αν και μοιάζουν πολύ μεταξύ τους,ωστόσο παρουσιάζουν ουσιαστικές δομικές και λειτουργικές διαφορές.Η πρωτεΐνη HMG1 φαίνεται να διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό γλυκοπρωτεϊνικών συμπλόκων,τη διόρθωση λαθών αντιγραφής στο DNA καθώς και την ενεργοποίηση της μετάφρασης του DNA. Μπορεί επίσης να υπάρχει μια φωσφορυλιωμένη μορφή της SRY. H SRY συνδέεται ακόμα και με θέσεις υποκινητών, όπως ο υποκινητής της ΑΜΗ (αντι-Μυλλέριας ορμόνης) και σχηματίζεται έτσι πάλι σύμπλεγμα πρωτεΐνης-DNA.Η αντι-Μυλλέρια ορμόνη είναι μια γλυκοπρωτεΐνη που εκκρίνεται από τα κύτταρα Sertoli.Η ενεργοποίηση μεταγραφής της ΑΜΗ από την SRY είναι έμμεση, εφόσον απαιτούνται ενδιάμεσα μόρια, όπως ο Steroidogenic Factor (SF-1), SOX9 και WT-1 που δρουν σε συνεργασία.

Στα αρσενικά δηλαδή ο SF-1 συμμετέχει στην σεξουαλική ωρίμανση.Μεταλλαγές στο WT-1 που σχετίζονται με τον αρσενικό ψευδοερμαφροδιτισμό στο σύνδρομο Denys-Drash,προκαλούν κώλυμα της συνεργασίας του με το SF-1.Επιπρόσθετα,το DAX-1 ανταγωνίζεται στη συνεργασία ανάμεσα στο SF-1 και το WT-1 με πιο πιθανό τρόπο κάποια διεργασία-ένωση με το SF-1.Φαίνεται δηλαδή ότι το DAX-1 και το WT-1 λειτουργικά αντιτίθενται το ένα στο άλλο για τον καθορισμό του όρχι.

Παρόμοιες θέσεις σύνδεσης για τη SRY έχουν παρατηρηθεί στους υποκινητές της αρωματάσης και του fra-1 (fos related antigen 1), xωρίς να έχει διαπιστωθεί κάποια φυσιολογική σχέση μεταξύ αυτών των γονιδίων.Ορισμένοι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η πρωτεΐνη SRY συνδέεται στο Fra-1 και ενεργοποιεί τη μεταγραφή του, που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της σπερματογένεσης.

Εικόνα 7: Σύγκριση με ειδικό πρόγραμμα Η/Υ των αλληλουχιών των SRY και Sry γονιδίων 

Aς συγκρίνουμε τώρα τις ομόλογες πρωτεΐνες SRY στον άνθρωπο και Sry στο ποντίκι.H πρωτεΐνη Sry δεν προκαλεί την ίδια γωνία κάμψης του DNA, σε σύγκριση με την SRY, αφού σχηματιστεί το σύμπλοκο Sry-DNA.Επιπλέον, αντιδρά μάλλον με τη μεγάλη αύλακα.Διαθέτει επίσης μια περιοχή ενεργοποίησης στο καρβοξυτελικό της άκρο που είναι πλούσια σε γλουταμίνη και ιστιδίνη και επιτρέπει τη μεταγραφή ενός γονιδίου αναφοράς που ελέγχεται από πολλαπλές θέσεις σύνδεσης της Sry.Σε αντίθεση η SRY που δεν περιέχει τη περιοχή αυτή, δεν μπορεί να ενεργοποιήσει τη μεταγραφή.Οι δυο περιοχές HGM στον άνθρωπο και το ποντίκι διαφέρουν σε 23 από τα 79 αμινοξέα.Οι μεγαλύτερες δε διαφορές συγκεντρώνονται στο αμινοτελικό και καρβοξυτελικό άκρο.Η συνεργασία της SRY με άλλα γονίδια εξαρτάται αυστηρά από την περιοχή HGM και έστω μια μετάλλαξη μπορεί να αποβεί καθοριστική για το φύλο και αιτία σοβαρών ανωμαλιών.Αξίζει να σημειωθεί ότι οι αλληλουχίες αμινοξέων έξω από την περιοχή HGM στα δύο είδη παρουσιάζουν εμφανείς διαφορές.Επομένως οι δυο πρωτεΐνες έχουν διαφορετικό τρόπο δράσης.

Εικόνα 8: Το σύμπλεγμα LEF1-DNA 

Βιβλιογραφία

  1. Nature 1991,351:117-121
  2. Am J Hum Genet 1999,65:933-942
  3. Cell 1995,81:705-714
  4. Ρωξάνη Αγγελοπούλου . Πειραματική εμβρυολογία, Εκδ. Πασχαλίδης 2000

Διευθύνσεις Internet

  1. αναζήτηση πρόσφατων δημοσιεύσεων μέσω medline
  2. http://www.bio.davidson.edu/courses/Molbio/SRY/SRY.html
  3. http://www.med.monach.edu.au/phimr/MolGenetics.html

Εργασία που παρουσιάστηκε από το φοιτητή Γαλάνη Δημήτρη, με ΑΜ 200000025
στα πλαίσια του κατ'επιλογήν μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας
Υπεύθυνη μαθήματος : Ρωξάνη Αγγελοπούλου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια
Εργαστήριο Ιστολογίας και Εμβρυολογίας
Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στον ιστότοπο του μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας: http://www.med.uoa.gr/expembr/
Τελευταία αναθεώρηση : 1/7/2006

Πνευματικά δικαιώματα © 2008 - Ασκληπιακό Πάρκο Ιατρικής Σχολής Πανεπιστημίου Αθηνών - Πιλοτική εφαρμογή - Ανάληψη ευθυνών
Επιστροφή στην αρχική σελίδα  -  Επικοινωνία


Σας παρακαλούμε να απαντήσετε στο απλό ερώτημα "Θα συνιστούσατε στους φίλους σας και στους γνωστούς σας να επισκεφτούν την Πύλη και να διαβάσουν το συγκεκριμένο κείμενο;" Η απλή αυτή ερώτηση (Business Week, Lanuary 20, 2006 - quoting a Harvard Business Review article) μπορεί να καταδείξει την απήχηση της συγκεκριμένης ιστοσελίδας, σχετικά με το αν επιτελεί το έργο για το οποίο έχει σχεδιαστεί. Βαθμολογήστε στην κλίμακα από 0 εώς 10. Η βαθμολογία σας θα καταχωρηθεί αυτομάτως.