[go: up one dir, main page]

Idi na sadržaj

PAX6

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
PAX6
Dostupne strukture
PDBPretraga ortologa: PDBe RCSB
Spisak PDB ID kodova

2CUE, 6PAX

Identifikatori
AliasiPAX6
Vanjski ID-jeviOMIM: 607108 MGI: 97490 HomoloGene: 1212 GeneCards: PAX6
Lokacija gena (čovjek)
Hromosom 11 (čovjek)
Hrom.Hromosom 11 (čovjek)[1]
Hromosom 11 (čovjek)
Genomska lokacija za PAX6
Genomska lokacija za PAX6
Bend11p13Početak31,784,779 bp[1]
Kraj31,818,062 bp[1]
Lokacija gena (miš)
Hromosom 2 (miš)
Hrom.Hromosom 2 (miš)[2]
Hromosom 2 (miš)
Genomska lokacija za PAX6
Genomska lokacija za PAX6
Bend2 E3|2 55.31 cMPočetak105,499,245 bp[2]
Kraj105,527,709 bp[2]
Obrazac RNK ekspresije
Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena
Molekularna funkcija GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine
vezivanje sa DNK
sequence-specific DNA binding
GO:0050372 aktivnost sa transferazom ubikvitina
GO:0001077, GO:0001212, GO:0001213, GO:0001211, GO:0001205 DNA-binding transcription activator activity, RNA polymerase II-specific
GO:0001078, GO:0001214, GO:0001206 DNA-binding transcription repressor activity, RNA polymerase II-specific
chromatin binding
GO:0001131, GO:0001151, GO:0001130, GO:0001204 DNA-binding transcription factor activity
transcription factor binding
protein kinase binding
ubiquitin protein ligase binding
histone acetyltransferase binding
co-SMAD binding
R-SMAD binding
HMG box domain binding
GO:0000980 RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding
RNA polymerase II core promoter sequence-specific DNA binding
GO:0001200, GO:0001133, GO:0001201 DNA-binding transcription factor activity, RNA polymerase II-specific
Ćelijska komponenta citoplazma
jedro
nukleoplazma
citosol
intracellular anatomical structure
Biološki proces eye development
blood vessel development
animal organ morphogenesis
GO:0009373 regulation of transcription, DNA-templated
glucose homeostasis
transcription, DNA-templated
central nervous system development
response to wounding
Ćelijska diferencijacija
cornea development in camera-type eye
negative regulation of neurogenesis
Vid
iris morphogenesis
multicellular organism development
neuron fate commitment
protein ubiquitination
GO:1901227 negative regulation of transcription by RNA polymerase II
establishment of mitotic spindle orientation
cell fate determination
neuron migration
GO:0033128 negative regulation of protein phosphorylation
positive regulation of neuroblast proliferation
lens development in camera-type eye
regionalization
type B pancreatic cell differentiation
pancreatic A cell development
GO:0044324, GO:0003256, GO:1901213, GO:0046019, GO:0046020, GO:1900094, GO:0061216, GO:0060994, GO:1902064, GO:0003258, GO:0072212 regulation of transcription by RNA polymerase II
transcription by RNA polymerase II
Ježev signalni put
axonogenesis
axon guidance
brain development
salivary gland morphogenesis
negative regulation of cell population proliferation
regulation of asymmetric cell division
dorsal/ventral axis specification
anterior/posterior pattern specification
dorsal/ventral pattern formation
Regulacija ekspresije gena
GO:1901313 positive regulation of gene expression
pallium development
oligodendrocyte cell fate specification
cerebral cortex regionalization
forebrain dorsal/ventral pattern formation
commitment of neuronal cell to specific neuron type in forebrain
forebrain-midbrain boundary formation
telencephalon regionalization
pituitary gland development
habenula development
signal transduction involved in regulation of gene expression
keratinocyte differentiation
regulation of cell migration
positive regulation of epithelial cell differentiation
forebrain development
lacrimal gland development
protein localization to organelle
eye photoreceptor cell development
camera-type eye development
cell fate commitment
negative regulation of neuron differentiation
GO:0060469, GO:0009371 positive regulation of transcription, DNA-templated
GO:0003257, GO:0010735, GO:1901228, GO:1900622, GO:1904488 positive regulation of transcription by RNA polymerase II
regulation of timing of cell differentiation
embryonic camera-type eye morphogenesis
astrocyte differentiation
negative regulation of epithelial cell proliferation
regulation of neurogenesis
retina development in camera-type eye
cellular response to leukemia inhibitory factor
negative regulation of neural precursor cell proliferation
positive regulation of core promoter binding
Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNK)
NM_000280
NM_001127612
NM_001258462
NM_001258463
NM_001258464

NM_001258465
NM_001310158
NM_001310159
NM_001310160
NM_001310161
NM_001604

NM_001244198
NM_001244200
NM_001244201
NM_001244202
NM_013627

NM_001310144
NM_001310145
NM_001310146

RefSeq (bjelančevina)
NP_000271
NP_001121084
NP_001245391
NP_001245392
NP_001245393

NP_001245394
NP_001297087
NP_001297088
NP_001297089
NP_001297090
NP_001595
NP_001355816
NP_001355817
NP_001355818
NP_001355819
NP_001355820
NP_001355821
NP_001355822
NP_001355823
NP_001355828
NP_001355829
NP_001355830
NP_001355831
NP_001355832
NP_001355833
NP_001355834
NP_001355835
NP_001355836
NP_001355837
NP_001355838
NP_001355839
NP_001355840
NP_001355841
NP_001355842
NP_001355843
NP_001355844
NP_001355845
NP_001355846
NP_001355847
NP_001355848
NP_001355849
NP_001355850
NP_001355851
NP_001355852
NP_001355853
NP_001355854
NP_001355855
NP_001355856
NP_001355857
NP_001355858
NP_001355859

NP_001231127
NP_001231129
NP_001231130
NP_001231131
NP_001297073

NP_001297074
NP_001297075
NP_038655

Lokacija (UCSC)Chr 11: 31.78 – 31.82 MbChr 2: 105.5 – 105.53 Mb
PubMed pretraga[3][4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjekPogledaj/uredi – miš

Upareni kutijski protein Pax-6, znan i kao aniridijski protein tip II (AN2) ili okulorombin, je protein koji je kod ljudi kodiran genom PAX6.[5]

Aminokiselinska sekvenca

[uredi | uredi izvor]

Dužina polipeptidnog lanca je 422 aminokiseline, a molekulska težina 46.683 Da.[6]

1020304050
MQNSHSGVNQLGGVFVNGRPLPDSTRQKIVELAHSGARPCDISRILQVSN
GCVSKILGRYYETGSIRPRAIGGSKPRVATPEVVSKIAQYKRECPSIFAW
EIRDRLLSEGVCTNDNIPSVSSINRVLRNLASEKQQMGADGMYDKLRMLN
GQTGSWGTRPGWYPGTSVPGQPTQDGCQQQEGGGENTNSISSNGEDSDEA
QMRLQLKRKLQRNRTSFTQEQIEALEKEFERTHYPDVFARERLAAKIDLP
EARIQVWFSNRRAKWRREEKLRNQRRQASNTPSHIPISSSFSTSVYQPIP
QPTTPVSSFTSGSMLGRTDTALTNTYSALPPMPSFTMANNLPMQPPVPSQ
TSSYSCMLPTSPSVNGRSYDTYTPPHMQTHMNSQPMGTSGTTSTGLISPG
VSVPVQVPGSEPDMSQYWPRLQ

Specijska distribucija

[uredi | uredi izvor]
Izmjene proteina Pax6 rezultiraju sličnim fenotipskim promjenama morfologije i funkcije oka kod širokog spektra vrsta.

Funkcija proteina PAX6 je visoko konzerviranana kod bilaterijskih vrsta. Naprimjer, mišji PAX6 može pokrenuti razvoj oka u Drosophila melanogaster. Osim toga, mišji i ljudski PAX6 imaju identične aminokiselinske sekvence.[7]

Genomska organizacija lokusa PAX6 razlikuje se među vrstama, uključujući broj i distribuciju egzona, cis-regulatornih elemenata i mjesta početka transkripcije s,[8][9] iako se većina elemenata na razred Vertebrata međusobno poravnavaju.[10][11] Prvi rad na organizaciji genoma izveden je na prepelicama, ali je slika lokusa miša najcjelovitija do sada. Sastoji se od tri potvrđena promotora (P0, P1, Pα), 16 egzona i najmanje šest pojačivača. 16 potvrđenih egzona numerirano je od 0 do 13 sa dodacima egzona α koji se nalazi između egzona 4 i 5, i alternativno prerađenim egzonom 5a. Svaki promotor je povezan sa svojim proksimalnim egzonom (egzon 0 za P0, egzon 1 za P1), što rezultira transkriptima koji su alternativno prerađeni u 5' neprevedenoj regiji.[12] Po dogovoru, egzoni za ortologe iz drugih vrsta imenuju se u odnosu na numeriranje čovjeka/miša, sve dok je organizacija razumno dobro konzervirana.[11]

Od četiri Pax6 ortologa u Drosophila smatra se da proizvodi gena bez oka (ey) i bezoki blizanac (toy) dijele funkcionalnu homologiju sa kanonskom izoformom Pax6 kičmenjaka, dok genski proizvodi eyegone (eyg) i twin of eyegone (toe) dijele funkcionalnu homologiju sa izoformom Pax6 (5a) kičmenjaka. Bezoke oči i oči s okom nazvane su po odgovarajućim mutiranim fenotipovima. Ovi paralozi također igmju ulogu u razvoju cijelog očno-antenskog diska, a posljedično i u formiranju glave, a[13] toy pozitivno regulira ekspresiju gena ey.[14]

Funkcija

[uredi | uredi izvor]
Drosophila bez gena PAX6 nema oči

PAX6 je član porodice gen Pax, koja je odgovorna za prijenos genetičkih informacija koje će kodirati protein Pax-6. Djeluje kao gen "glavne kontrole" za razvoj očiju i drugih čulnih organa, određenih neuronskih i epidermnih tkiva, kao i drugih homolognih struktura, obično izvedenih iz ektoderma svih tkiva . Međutim, prepoznato je da je niz gena neophodan za razvoj oka, pa stoga izraz "glavni kontrolni gen" može biti netačan.[15] Pax-6 se eksprimira kao faktor transkripcije kada neuronski ektoderm primi kombinaciju slabih soničnog ježa (SHH) i jakih TGF-beta) signalnih gradijenata. Ekspresija se prvi put vidi u prednjem, stražnjem, glavnom dijelu ektoderma i leđnoj moždini, a zatim u srednjem mozgu. Ovaj transkripcijski faktor je najzapaženiji po svojoj upotrebi u međuspecijski induciranoj ekspresiji ektopijskih očiju i od medicinske je važnosti jer heterozigotni mutanti proizvode širok spektar očnih defekata kao što je aniridija kod ljudi.[16]

Pax6 služi kao regulator u koordinaciji i formiranju obrazaca potrebnih za uspješnu diferencijaciju i proliferaciju, osiguravajući da se procesi neurogeneze i okulogeneze uspješno provode. Kao transkripcijski faktor, Pax6 djeluje na molekulnom nivou u signalizaciji i formiranju centralnog nervnog sistema. Karakteristični upareni DNK vezujući domen Pax6 koristi dva domena koji se vezuju za DNK, upareni domen (PD) i upareni tip homeodomena (HD). Ovi domeni funkcioniraju odvojeno pomoću Pax6 za izvođenje molekulne signalizacije, koja regulira posebne funkcije Pax6. Primjer toga leži u regulatornom uključivanju HD-a u formiranju leće i retine tokom okulogeneze, za razliku od molekulnih mehanizama kontrole izloženih na obrascima neurogeneze u razvoju mozga pomoću PD. HD i PD domeni djeluju u uskoj koordinaciji, dajući Pax6 njegovu multifunkcionalnu prirodu u usmjeravanju molekulske signalizacije u formiranju CNS-a. Iako su mnoge funkcije Pax6 poznate, molekuldki mehanizmi ovih funkcija ostaju uglavnom neriješeni.[17] High-throughput studies uncovered many new target genes of the Pax6 transcription factors during lens development.[18] Oni uključuju aktivator transkripcije BCL9, nedavno identificiran, zajedno s Pygo2, kao nizvodne efekte funkcija Pax6.[19]

Izoforme

[uredi | uredi izvor]

Lokus PAX6 kikmenjaka kodira najmanje tri različite proteinske izoforme, a to su kanonski PAX6, PAX6 (5a) i PAX6 (ΔPD). Kanonski protein PAX6 sadrži N-terminalni upareni domen, povezan regijom veze s uparenom homeodomenom, i C-terminalni domen bogat prolinom/serinom/treoninom (P/S/T). Upareni domen i domaćinski domen uparenog tipa imaju aktivnosti vezivanja za DNK, dok domen bogat P/S/T oma funkciju aktivacije. PAX6 (5a) je proizvod alternativno prerađenog egzona 5a koji rezultira insercijom 14 ostataka u upareni domen, što mijenja specifičnost ove aktivnosti vezivanja DNK. Nukleotidna sekvenca koja odgovara linkerskoj regiji kodira skup od tri alternativna kodona za početak translacije. iz kojih potiče treća izoforma PAX6. Zajedno poznate kao PAX6 (ΔPD) ili uparene izoforme, ova tri genska proizvoda nemaju upareni domen. Upareni proteini imaju molekulsku težinu od 43, 33 ili 32 kDa, ovisno o određenom početnom kodonu koji se koristi. Funkcija transaktivacije PAX6 pripisuje se C-terminalnom domenu bogatom P/S/T, promjenjive dužine, koja se proteže na 153 ostatka u ljudskim i mišjim proteinima.

Napredovanje istraživanja u ovom području moglo bi nas dovesti do boljeg razumijevanja složenosti koja se vidi u neuronskom razvoju i možda će jednog dana uspjeti rasti tkivo oka in vitro. Tokom razvoja embriona, gen PAX6, pronađen na hromosomu 2, može se vidjeti eksprimiran u više ranih struktura kao što su leđna moždina, zadnji mozak, prednji mozak i oči.[20] Mutacije gena PAX6 kod sisarskih vrsta mogu imati drastičan učinak na fenotip organizma. To se može vidjeti kod miševa koji sadrže homozigotne mutacije 422-aminokiselinskih transkripcijskih faktora, kodiranih PAX6 u kojima ne razvijaju oči ili nosne šupljine nazvane mišje „male oči“ (PAX10sey/sey).[20][21] Delecija PAX6 inducira iste abnormalne fenotipove koji ukazuju na to da mutacije uzrokuju gubitak proteina. PAX6 je bitan za stvaranje retine, leće i rožnjače, zbog njegove uloge u ranoj determinaciji ćelija pri formiranju prekursora ovih struktura, poput optičkog mjehurića i nadređenog površinskog ektoderm.[21] PAX10 mutacije također ometaju razvoj nosne šupljine, zbog sličnih prekursorskih struktura koje u malih očnih miševa ne eksprimiraju PAX10-ovu iRNK.[22] Miševi kojima nedostaje bilo koji funkcionalni pax6 počinju se fenotipski razlikovati od normalnih mišjih embrija oko 9. do 10. dana trudnoće.[23] Potpuno razjašnjenje preciznih mehanizama i molekulskih komponenti pomoću kojih gen PAX6 utiče na razvoj oka, nazalnog i centralnog nervnog sistema još se istražuje, međutim, proučavanje PAX6 je donijelo više razumijevanja za razvoj i genetičke složenosti ovih tjelesnih sistema sisara.

Klinički značaj

[uredi | uredi izvor]

Eksperimenti na miševima pokazuju da nedostatak Pax-6 dovodi do smanjenja veličine mozga, abnormalnosti strukture mozga dovode do autizma, nedostatka stvaranja šarenice ili tanke rožnjače. Nokaut-eksperimenti proizveli su fenotipove bez očiju koji su potvrdili uloge gena u razvoju oka.[16]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000007372 - Ensembl, maj 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000027168 - Ensembl, maj 2017
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Jordan T, Hanson I, Zaletayev D, Hodgson S, Prosser J, Seawright A, Hastie N, van Heyningen V (august 1992). "The human PAX6 gene is mutated in two patients with aniridia". Nature Genetics. 1 (5): 328–32. doi:10.1038/ng0892-328. PMID 1302030. S2CID 13736351.
  6. ^ "UniProt, P26367". Pristupljeno 25. 8. 2021.
  7. ^ Gehring WJ, Ikeo K (septembar 1999). "Pax 6: mastering eye morphogenesis and eye evolution". Trends in Genetics. 15 (9): 371–7. doi:10.1016/S0168-9525(99)01776-X. PMID 10461206.
  8. ^ Irvine SQ, Fonseca VC, Zompa MA, Antony R (maj 2008). "Cis-regulatory organization of the Pax6 gene in the ascidian Ciona intestinalis". Developmental Biology. 317 (2): 649–59. doi:10.1016/j.ydbio.2008.01.036. PMC 2684816. PMID 18342846.
  9. ^ Fabian P, Kozmikova I, Kozmik Z, Pantzartzi CN (2015). "Pax2/5/8 and Pax6 alternative splicing events in basal chordates and vertebrates: a focus on paired box domain". Frontiers in Genetics. 6: 228. doi:10.3389/fgene.2015.00228. PMC 4488758. PMID 26191073.
  10. ^ Bhatia S, Monahan J, Ravi V, Gautier P, Murdoch E, Brenner S, van Heyningen V, Venkatesh B, Kleinjan DA (mart 2014). "A survey of ancient conserved non-coding elements in the PAX6 locus reveals a landscape of interdigitated cis-regulatory archipelagos". Developmental Biology. 387 (2): 214–28. doi:10.1016/j.ydbio.2014.01.007. PMID 24440152.
  11. ^ a b Ravi V, Bhatia S, Gautier P, Loosli F, Tay BH, Tay A, Murdoch E, Coutinho P, van Heyningen V, Brenner S, Venkatesh B, Kleinjan DA (2013). "Sequencing of Pax6 loci from the elephant shark reveals a family of Pax6 genes in vertebrate genomes, forged by ancient duplications and divergences". PLOS Genetics. 9 (1): e1003177. doi:10.1371/journal.pgen.1003177. PMC 3554528. PMID 23359656.
  12. ^ Anderson TR, Hedlund E, Carpenter EM (juni 2002). "Differential Pax6 promoter activity and transcript expression during forebrain development". Mechanisms of Development. 114 (1–2): 171–5. doi:10.1016/s0925-4773(02)00051-5. PMID 12175506. S2CID 15085580.
  13. ^ Zhu J, Palliyil S, Ran C, Kumar JP (juni 2017). "Drosophila Pax6 promotes development of the entire eye-antennal disc, thereby ensuring proper adult head formation". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (23): 5846–5853. doi:10.1073/pnas.1610614114. PMC 5468661. PMID 28584125.
  14. ^ Punzo C, Plaza S, Seimiya M, Schnupf P, Kurata S, Jaeger J, Gehring WJ (august 2004). "Functional divergence between eyeless and twin of eyeless in Drosophila melanogaster". Development. 131 (16): 3943–53. doi:10.1242/dev.01278. PMID 15253940.
  15. ^ Fernald RD (2004). "Eyes: variety, development and evolution". Brain, Behavior and Evolution. 64 (3): 141–7. doi:10.1159/000079743. PMID 15353906. S2CID 7478862.
  16. ^ a b Davis LK, Meyer KJ, Rudd DS, Librant AL, Epping EA, Sheffield VC, Wassink TH (maj 2008). "Pax6 3' deletion results in aniridia, autism and mental retardation". Human Genetics. 123 (4): 371–8. doi:10.1007/s00439-008-0484-x. PMC 2719768. PMID 18322702.
  17. ^ Walcher T, Xie Q, Sun J, Irmler M, Beckers J, Öztürk T, Niessing D, Stoykova A, Cvekl A, Ninkovic J, Götz M (mart 2013). "Functional dissection of the paired domain of Pax6 reveals molecular mechanisms of coordinating neurogenesis and proliferation". Development. 140 (5): 1123–36. doi:10.1242/dev.082875. PMC 3583046. PMID 23404109.
  18. ^ Sun J, Rockowitz S, Xie Q, Ashery-Padan R, Zheng D, Cvekl A (august 2015). "Identification of in vivo DNA-binding mechanisms of Pax6 and reconstruction of Pax6-dependent gene regulatory networks during forebrain and lens development". Nucleic Acids Research. 43 (14): 6827–46. doi:10.1093/nar/gkv589. PMC 4538810. PMID 26138486.
  19. ^ Cantù C, Zimmerli D, Hausmann G, Valenta T, Moor A, Aguet M, Basler K (septembar 2014). "Pax6-dependent, but β-catenin-independent, function of Bcl9 proteins in mouse lens development". Genes & Development. 28 (17): 1879–84. doi:10.1101/gad.246140.114. PMC 4197948. PMID 25184676.
  20. ^ a b Freund C, Horsford DJ, McInnes RR (1996). "Transcription factor genes and the developing eye: a genetic perspective". Human Molecular Genetics. 5 Spec No: 1471–88. doi:10.1093/hmg/5.Supplement_1.1471. PMID 8875254.
  21. ^ a b Walther C, Gruss P (decembar 1991). "Pax-6, a murine paired box gene, is expressed in the developing CNS". Development. 113 (4): 1435–49. PMID 1687460.
  22. ^ Grindley JC, Davidson DR, Hill RE (maj 1995). "The role of Pax-6 in eye and nasal development". Development. 121 (5): 1433–42. PMID 7789273.
  23. ^ Kaufman MH, Chang HH, Shaw JP (juni 1995). "Craniofacial abnormalities in homozygous Small eye (Sey/Sey) embryos and newborn mice". Journal of Anatomy. 186 (3): 607–17. PMC 1167018. PMID 7559133.

Dopunska literatura

[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]