감온 돌연변이

Temperature-sensitive mutant

온도에 민감한 돌연변이는 낮은 온도에서 유기체의 정상적인 기능을 허용하지만 높은 온도에서는 기능이 바뀌는 유전자의 변형이다.차갑고 민감한 돌연변이는 높은 온도에서는 유기체의 정상적인 기능을 허용하지만 낮은 온도에서는 기능이 변화하는 유전자의 변종이다.

메커니즘

대부분의 온도에 민감한 돌연변이는 단백질에 영향을 미치며, 비허용 온도에서 단백질 기능의 손실을 일으킨다.허용 온도는 일반적으로 단백질이 적절하게 접히거나 적절하게 접힌 상태를 유지할 수 있는 온도입니다.더 높은 온도에서는 단백질이 불안정하고 제대로 작동하지 않습니다.이러한 돌연변이는 보통 이배체 유기체에서 열성적이다.온도에 민감한 돌연변이는 가역적인[1] 메커니즘을 배치하고 다양한 성장 단계에서 특정 유전자 생성물을 감소시킬 수 있으며 성장 온도를 변화시킴으로써 쉽게 이루어진다.

허용 온도

허용 온도는 온도에 민감한 돌연변이 유전자 제품이 정상적이고 기능적인 표현형을 [2]취하는 온도입니다.온도에 민감한 돌연변이가 허용 조건에서 성장하면 돌연변이 유전자 생성물은 돌연변이 대립 유전자가 존재하더라도 정상적으로 동작한다(표현형이 관찰되지 않음을 의미한다).이것은 마치 야생형 변종인 것처럼 세포나 유기체의 생존을 가져온다.한편, 비허용온도 또는 제한온도는 돌연변이 표현형이 관찰되는 온도이다.

온도에 민감한 돌연변이는 보통 미센스 돌연변이로, 표준, 허용, 저온에서 특정 필수 유전자의 기능을 보유하게 됩니다.대신, 다소 높은, 비허용, 온도에서 기능이 부족하고, 저형(유전자 기능의 부분 손실)과 중간, 반허용,[3] 온도를 나타낼 것이다.

연구에 사용

온도에 민감한 돌연변이는 생물학 연구에 유용하다.그들은 세포나 유기체의 생존에 필요한 필수 과정을 연구할 수 있게 해준다.필수 유전자에 대한 돌연변이는 일반적으로 치명적이기 때문에 온도에 민감한 돌연변이는 연구자들이 제한적인 온도에서 표현형을 유도하고 그 효과를 연구할 수 있게 한다.온도에 민감한 표현형은 효과를 연구하기 위해 특정 발달 단계에서 발현될 수 있다.

예

1970년대 후반, 세포의 생존과 새싹의 성장에 필수적인 발아 효모 분비 경로가 온도에 민감한 돌연변이를 사용하여 해부되었고, 그 결과 23개의 필수 [4]유전자가 확인되었다.

1970년대에 초파리에서 시바이어와ts 같은 온도에 민감한 돌연변이 유전자가 여러 개 확인되었고, 이것이 시냅스 기능의 [5]첫 유전자 해부를 이끌었다.1990년대에는 초파리의 [6]온도 조절 유전자 발현에 열충격 촉진제 hsp70이 사용됐다.

박테리오파지

고제한 온도에서 조건치사 돌연변이 T4에 의한 대장균 숙주 세포의 감염은 일반적으로 파지 성장을 초래하지 않는다.단, 다른 유전자에서 결함이 있는 2개의 ts 돌연변이를 가진 제한적인 조건 하에서 공감염은 일반적으로 유전자간 상보성으로 인해 견고한 성장을 초래한다.파지 T4의 ts 돌연변이의 발견과 보완 테스트에서의 그러한 돌연변이의 사용은 이 [7]유기체의 많은 유전자 식별에 기여했다.유전자에 의해 특정된 폴리펩타이드의 여러 복사본이 종종 멀티머를 형성하기 때문에, 동일한 유전자에 결함이 있는 두 개의 다른 ts 돌연변이를 가진 혼합 감염은 종종 혼합 멀티머와 부분적인 기능 회복을 초래하며, 이는 유전자 내 상보라고 한다.동일 유전자에서 결함이 있는 ts 돌연변이의 유전자 내 상보성은 멀티머의 [8]구조 구성에 대한 정보를 제공할 수 있다.

부분적으로 제한적인 조건에서의 파지 Ts 돌연변이의 성장은 유전자의 기능을 식별하는데 사용되어 왔다.따라서 유전자 [11][12]재조합에 영향을 미치는 유전자뿐만 아니라 DNA 손상 복구에 사용되는 유전자가 확인되었다.[9][10]예를 들어, 중간 온도에서 ts DNA 복구 돌연변이를 배양하면 일부 자손 파지가 생성될 수 있습니다.단, 이 ts 돌연변이를 자외선으로 조사하면 조사된 야생형 파지 T4의 생존 감소에 비해 그 생존이 더욱 강해진다.

고온에서는 자랄 수 있지만 저온에서는 자랄 수 없는 조건부 치사 돌연변이도 T4 [13]파지에서 분리됐다.이 차갑고 민감한 돌연변이들은 다른 종류의 조건부 치사 돌연변이들에 의해 이전에 확인되었던 별개의 유전자 세트를 정의했다.

레퍼런스

  1. ^ Varadarajan, R.; Nagarajaram, H. A.; Ramakrishnan, C. (1996-11-26). "A procedure for the prediction of temperature-sensitive mutants of a globular protein based solely on the amino acid sequence". Proceedings of the National Academy of Sciences. 93 (24): 13908–13913. Bibcode:1996PNAS...9313908V. doi:10.1073/pnas.93.24.13908. ISSN 0027-8424. PMC 19465. PMID 8943034.
  2. ^ "Permissive temperature". Biology-Online Dictionary.
  3. ^ Ben-Aroya, Shay; Pan, Xuewen; Boeke, Jef D.; Hieter, Philip (2010). "Making temperature-sensitive mutants". Methods in Enzymology. 470: 181–204. doi:10.1016/S0076-6879(10)70008-2. ISBN 9780123751720. ISSN 0076-6879. PMC 2957654. PMID 20946811.
  4. ^ Novick, P.; Field, C.; Schekman, R. (August 1980). "Identification of 23 complementation groups required for post-translational events in the yeast secretory pathway". Cell. 21 (1): 205–215. doi:10.1016/0092-8674(80)90128-2. ISSN 0092-8674. PMID 6996832.
  5. ^ Yoshihara M, Ito K (2012). "Acute Genetic Manipulation of Neuronal Activity for the Functional Dissection of Neural Circuits — A Dream Come True for the Pioneers of Behavioral Genetics". Journal of Neurogenetics (Review). Informa Healthcare USA. 26 (1): 43–52. doi:10.3109/01677063.2012.663429. PMC 3357893. PMID 22420407 – via Taylor & Francis Online.
  6. ^ Brand M, Jarman AP, Jan LY, Jan YN (1993). "asense is a Drosophila neural precursor gene and is capable of initiating sense organ formation" (PDF). Development. 119 (1): 1–17. doi:10.1242/dev.119.1.1. PMID 8565817.
  7. ^ 에드거 RS, 엡스타인 RH박테리아 바이러스의 유전학이지Sci Am. 1965년 2월 212:70-8.doi:10.1038/scientific American0265-70.PMID 14272117
  8. ^ 번스타인 H, 에드거 RS, 덴하르트 GH박테리오파지 T4D의 온도감응 돌연변이 간의 유전자 내 상보.유전학.1965년 6월 51일:987-1002.PMID 14337770, PMCID: PMC1210828.
  9. ^ 파지 T4의 초기 기능 온도에 민감한 돌연변이들의 자외선 민감도입니다바이러스학.1970년 2월 40일 (2):272-87.doi:10.1016/0042-6822(70)90403-4.PMID 4909413.
  10. ^ Baldy MW, Strom B, Bernstein H. 폴리뉴클레오티드 연결효소를 포함하는 메커니즘에 의한 알킬화 박테리오파지 T4 디옥시리보핵산 복구.JVIrol. 1971년 3월, 7(3):407-8.doi:10.1128/JVI.7.3.407-408.1971.PMID 4927528;PMCID:PMC356131.
  11. ^ 번스타인 H.파지 T4D의 DNA-중합효소 및 디옥시티딜레이트 히드록시메틸라아제 돌연변이 결함 재조합에 대한 영향.유전학.1967년 8월 56일(4):755-69일PMID 6061665, PMCID: PMC1211652.
  12. ^ 번스타인 H. T4 파지의 복구 및 재조합.I. 재조합에 영향을 미치는 유전자콜드 스프링 하버 심프 수량 Biol. 1968;33:325-331.doi:10.1101/sqb.1968.033.01.037
  13. ^ 스코티 경찰입니다박테리오파지 T4D의 새로운 온도 조건부 치사 돌연변이입니다.Mutat Response. 1968년 7월-8월;6 (1):1-14.doi:10.1016/0027-5107(68)90098-5.PMID 4885498