[94]. Cинтезируется в основном в адипоцитах и при увеличении массы тела возрастает, соответственно, его периферийная концентрация [95].

Лептин является глобулярным белком, синтезируемым жировой тканью. Молекула лептина (16 кДа) состоит из 167 аминокислот с N-концевой секреторной сигнальной последовательностью из 21 аминокислот [96]. Относится к цитокинам - сигнальным белкам. Молекула лептина имеет четыре спиральные цепи с пятью - шестью полными оборотами. Основная физиологическая роль лептина проявляется снижением синтеза макроэргов и повышением затрат энергии [97]. Его механизм действия заключается в передаче в гипоталамус информации о массе тела и жировом обмене. Взаимодействие лептина со специфическими рецепторами, расположенными в гипоталамической области активирует выработку нервных импульсов, направленных в участки головного мозга, ответственные за регуляцию аппетита. Кроме того, действие лептина стимулирует симпатическую нервную систему, что в свою очередь ведёт к повышению артериального давления, частоты сердечных сокращений и процессов термогенеза, путём разобщения процессов окисления (клеточного дыхания) и фосфорилирования (синтез молекул АТФ) в митохондриях белой жировой ткани. В результате этих процессов большое количество энергии, которое запасается в жировой ткани в виде липидов, может быть преобразовано в тепло. Лептин часто называют гормоном насыщения. Считается, что он действует на гипоталамус, блокируя синтез и высвобождение нейропептида Y, вызывающего чувство голода.

Также при выращивании молодых коров было показано, что лептин играет важную роль в инициации половой зрелости.

Лептин может действовать как на уровне гипоталамуса, так и на уровне периферических тканей, например, гонадные ткани. Так было показано, что у крупного рогатого скота лептин непосредственно повлиял на стероидогенез яичников.

Ген лептина крупного рогатого скота расположен в четвертой хромосоме. Он состоит из трех экзонов и двух интронов. Только два экзона кодируют последовательность аминокислот лептина. Кодирующая область гена лептина (ее длина составляет 501 п.н.) входит в состав второго и третьего экзонов, которые разделены интроном с длиной примерно 2 т.п.н. Область промотора охватывает около 3 т.п.н. [98].

Интересующие однонуклеотидные полиморфизмы расположены в разных зонах гена лептина. Их местоположение приведено в таблице 2 [99].

Таблица 2 - Описание отдельных полиморфизмов гена bLEP

Ген лептина - высокополиморфный ген. В нем расположены около них шестидесяти однонуклеотидных замен. Причем, большинство из расположено в интронных областях, что снижает их влияние на конформацию, аминокислотный состав и функцию белка лептина.

Лептин – возможно, один из лучших маркерных генов, характеризующих липидный обмен у животных и человека. Jolanta Oprzadek (2005), Geary et al. (2003) сообщают о положительной корреляции (P <0.01) концентрации лептина в сыворотке крови с мраморностью мяса (r = 0,35 и 0,50) в коммерческих кроссбредных линиях КРС. Buchanan et al. (2002) идентифицировали полиморфизм в кодирующей области гена лептина крупного рогатого скота в семьдесят третьей позиции от старта второго экзона: замена цитозина (С) на тимин (Т), кодирующая замену аминокислоты аргинин на цистеин (C/T, Arg/Cys). Приводятся сведения об ассоциативной связи мутации гена лептин быка с содержанием жира в туше и уровнем лептин-мРНК. В исследованиях на четырех породах КРС показана связь аллеля bLep^Т с высоким и аллеля bLep^С – с низким содержанием жира в туше, выявлена связь с повышенным жироотложением у мясного и с увеличенным надоем у молочного скота [100].

Гены комплекса соматотропинового каскада являются весьма перспективными для применения в маркер-зависимой селекции. Следовательно, для этих генов является перспективным поиск универсальных маркеров и мясной, и молочной продуктивности.

Контрольные вопросы:

1. Какую биологическую роль у млекопитающих играет лептин?

2. С какими признаками мясной продуктивности связан ген лептина?

3. Какая аллель гена bLep связана с низким содержанием жира в туше

скота?

1. Какая мутация гена лептина связана с содержание жира в мясе?

2. Где синтезируется лептин?

2 Маркирование молочной и мясной продуктивности по генам соматотропинового каскада

Известно, что гормон роста и целый ряд других белков (прямо или косвенно необходимых для его функционирования) обеспечивают разнообразные молекулярные и клеточные эффекты, приводящие, в конечном счёте, к развитию и росту организма [104, 105, 108]. Эти белки составляют своеобразную ось («axis») или систему, которая запускает и контролирует совокупность метаболических процессов, ведущих к росту и связанных с клеточной дифференцировкой [104 - 106].

Функционирование системы гормона роста представляется в виде целого ряда последовательных молекулярных процессов, в которых принимают участие десятки других белков/пепт идов. Компоненты этой системы участвуют в запуске секреции гормона роста, его транспорте в кровотоке, в передаче гормонального сигнала в клетке – мишени (внутриклеточный сигналинг) и, наконец, в целенаправленных изменениях генной экспрессии в клетках – мишенях [105, 107-109]. В целом, в системе гормона роста выделяют две ветви – «основную» и «боковую» или «дополнительную», а также три специальных регуляторных звена, обусловленных действием:

1) соматолиберина (гипоталамический релизинг-фактор гормона роста или соматокрин, GHRH);

2) соматостатина (SST, SRIF);

• 3) грелина («ghrelin», GHRL).

Каждое из этих регуляторных звеньев представляет собой целую цепь молекулярных событий, влияющих на секрецию гормона роста [108]. Боковая ветвь является одним из результатов воздействия гормона роста на многие клетки – мишени, ответ которых приводит к синтезу и секреции гормоноподобого белка, получившего название инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1) [104, 105, 108]. Ряд авторов, подчеркивая данное обстоятельство, включают в название системы указание на участие в ней IGF-1 – система или ось ГР/ИФР. Вместе с тем не исключается возможность и независимой от гормона роста продукции IGF-1, который может играть самостоятельную роль в регуляции клеточной пролиферации [105, 110, 111].

Центральной фигурой в системе ГР/ИФР, естественно, считают сам гормон роста, который продуцируют высокодифференцированные соматотрофные клетки гипофиза. Синтез гормона роста обеспечивает ген bGH . Установлено, что он входит в кластер из пяти родственных генов, располагающийся на сравнительно коротком участке полинуклеотидной последовательности [112]. При реализации биологических эффектов гормона роста по основной ветви особое значение принадлежит нескольким белковым продуктам одного гена, получившего название – ген рецептора гормона роста ( bGHR ). Этот ген и его продукты к настоящему времени достаточно хорошо изучены [105, 108, 113, 114]. Установлено, что ген bGHR , направляет синтез трансмембранного белка и именно этот полноразмерный продукт (зрелый белок – 620 а.о.;

31