Steuerung der Genexpression in verschiedenen Entwicklungsphasen
Wie die Genexpression in unterschiedlichen Phasen der Entwicklung gesteuert wird, zeigen die Ergebnisse ausführlicher Untersuchungen an der Fruchtfliege Drosophila.
- Insektenkörper sind deutlich segmentiert. Diese Unterteilung in Abschnitte (Segmentierung) wird schon früh in der Embryonalentwicklung festgelegt. Ursache dieser Festlegung ist die differenzielle Genexpression.
- Bereits im Drosophila-Ei sind solche Faktoren vorgegeben (Maternaleffektgene). So unterliegt der Embryo einem mütterlichen Einfluss, unabhängig vom väterlichen Genmaterial. Die Faktoren basieren nicht nur auf DNA-Information, sondern ebenso auf mRNA-Molekülen und Proteinen. Die Faktoren sind nicht gleichmäßig, sondern vielmehr in Gradienten über das Ei verteilt und legen auf diese Weise die Achsen des späteren Insekts fest.
Die Produkte der Segmentierungsgene bestimmen die Ausprägung der Segmente der Fliegenlarve in Anzahl, Grenzen und Polarität. Die Produkte der Maternaleffektgene beeinflussen die Segmentierungsgene, sodass drei Gengruppen entstehen:
- Lückengene
- Paarregelgene
- Segmentpolaritätsgene
Sobald die Segmente gebildet wurden, definieren die homöotischen Gene diese Segmente und bestimmen ihre Funktion/Aufgabe.
Insgesamt müssen Maternaleffektgene, Segmentierungsgene und homöotische Gene bzw. deren Genprodukte perfekt zusammenspielen um aus dem befruchteten Ei eine Drosophila-Larve bzw. -Fliege entstehen zu lassen.
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