локуса bPit1- HinfI у представителей разных пород [177]. Другим объяснением такого эффекта может служить существование некоторого дополнительного генетического фактора. Длительная дивергенция между B. Indicus и B. Taurus могла привести к возникновению некоторых геномных различий. Поэтому, безусловно, возможно, что присутствие одинаковых аллелей отличается по физиологическому эффекту из-за присутствия других фоновых геномных влияний.
Для гена bPit-1 идентифицирован полиморфизм, распознаваемый рестриктазой StuI. Данная мутация обуславливается трансверсией C→A в третьем экзоне и вызывает замену аминокислоты пролин на аминокислоту гистидин в семьдесят шестом положении белка. Данный полиморфизм в настоящее время практически не изучен, однако, имеются данные о влиянии его на молочную продуктивность. Так, Huang W. et al. выявил, что животные с генотипом bPit1- StuIAA характеризуются более длительным лактационным периодом и более высокими показателями удоя по сравнению с животными генотипа bPit1- StuIСС [165].
Таким образом, приведенные литературные данные показывают значимость полиморфизмов bPit1- HinfI и bPit1- StuI в формировании признаков мясной продуктивности.
Контрольные вопросы:
-
Какой из полиморфизмов гена гипофизарного фактора транскрипции является наиболее изученным?
-
В трудах какого исследователя впервые упоминается bPit1- HinfI полиморфизм?
-
На каких породах крупного рогатого скота проводились исследования ассоциации полиморфных вариантов гена bPit-1 с признаками мясной и молочной продуктивности?
-
Какая аллель bPit1- HinfI положительна связана с характером роста у животных?
-
Какой из полиморфизмов гена гипофизарного фактора транскрипции в настоящее время является наименее изученным?
2.2 Гормон роста (GH)
2.2.1 Структура гена bGH. Регуляция экспрессии гена гормона роста
bGH
Ген бычьего гормона роста ( bGH или bST ) картирован на девятнадцатой хромосоме и является участником мультигенного семейства, которое включает так же пролактин, и плацентарные лактогены [178]. Его протяженность составляет примерно 1800 п.о. и включает пять экзонов (I-V), которые
кодируют матричную РНК размером 786 п.о., и четыре интрона (А-D). По большей части его последовательность сходна с таковой у мышей и человека [142]. Промоторный регион bGH расположен на расстоянии пятьсот пар оснований выше точки старта транскрипции и содержит сайты связывания для полимеразы и транскрипционного фактора. На более удаленном расстоянии расположена энхансерная последовательность, которая обеспечивает тканеспецифичную экспрессию гена [179]. Ген bGH репрессируется соленсером, находящимся выше регуляторной области.
Регуляция экспрессии гена гормона роста bGH. Экспрессия гена bGH регулируется на трех уровнях: гормональном (внутренней средой организма), клеточно-специфическом и базовом (нижний уровень регуляции).
На гормональном уровне синтез bGH стимулируется в гипофизе под воздействием GH-высвобождающего гормона (соматокринина или GH RH). Синтез гормона роста активизируется так же тироидным гормоном, ретинолом и глюкокортикоидами. Активин снижает синтез bGH матричной РНК посредством снижения концентрации Pit-1 [180]. Синтез гормона роста подавляется так же инсулином. Секреция гормона роста так же регулируется другими нейрогормонами и нейропептидами, такими, как белок гистидин, изолейцин, гипофизарная аденилат циклаза, тиротропин высвобождающий гормон, галанин и дофамин [181].
Тканеспецифический уровень регуляции синтеза гормона роста в гипофизе осуществляется под контролем Pit-1 [182]. На базовом (нижнем) уровне регуляция экспрессии гена bGH осуществляется посредством нескольких нетканеспецифических факторов транскрипции, представляющих собой регуляторные нуклеотидные повторы, контролирующие пространственную конфигурацию ДНК и возможность доступа факторов экспрессии регуляторным областям гена [183, 184].
Контрольные вопросы:
-
Где локализован ген бычьего гормона роста?
-
Какова структура гена гормона роста?
-
Механизм регуляции экспрессии гена гормона роста.
-
На каких уровнях происходит регуляция экспрессии гена bGH ?
-
Как происходит регуляция bGH на гормональном уровне?
2.2.2 Характеристика белка гормона роста и его биологический эффект
Белок соматотропина представляет собой однонитевой полипептид размером примерно двадцать два кД, включающий от ста девяносто до ста девяносто девяти аминокислотных остатка [185]. Конформация белка
представляет собой двухпетлевую структуру, поддерживаемую за счет двойных внутринитевых дисульфидных мостиков. Пептидные гормоны не проникают внутрь клеток мишеней и взаимодействуют с белковыми рецепторами, расположенными на их поверхности, в плазматической мембране. Поэтому их механизм действия принципиально отличается от такового стероидных гормонов.
Основной биологический эффект bGH заключается в стимуляции постнатального роста и стимуляции метаболизма (липидного, белкового, углеводного и минерального), а также на лактацию и состав молока [186]. Все эти эффекты достигаются путем активации экспрессии множества генов включая IGF-I . Начальным этапом этого сложного процесса является связывание белковых молекул последовательно с двумя мембраноассоциированными GH-рецепторными (GH R) молекулами и начало трансмембранной передачи сигнала в клетку [187, 188]. Димеризованный рецептор GH активирует внутриклеточную тирозин протеин киназу, которая фосфорилирует тирозины в белках, передающих сигнал ниже по цепи. Это, в свою очередь, приводит к стимуляции митоген-активируемых протеин киназ и подавлению транскрипции [189, 190].
В настоящее время установлено, что гормон роста обладает широким спектром метаболических функций:
1 ) Синтез белка. ГР стимулирует транспорт аминокислот в мышечные клетки и, кроме того, усиливает синтез белка, причем независимо от влияния на транспорт аминокислот. У животных, получающих ГР, возникает положительный азотный баланс, что отражает общее повышение белкового синтеза и снижение содержания аминокислот и мочевины в плазме и моче. Указанные изменения сопровождаются повышением уровня синтеза РНК и ДНК в отдельных тканях. В этом отношении действие ГР сходно с некоторыми эффектами инсулина;
2 ) Углеводный обмен. В плане влияния на углеводный обмен гормон роста является антагонистом инсулина. Гипергликемия, возникающая после введения ГР, — результат сочетания сниженной периферической утилизации глюкозы и ее повышенной продукции печенью в процессе глюконеогенеза. Действуя на печень, ГР увеличивает содержание в ней гликогена, вероятно, вследствие активации глюконеогенеза из аминокислот. ГР может вызывать нарушение некоторых стадий гликолиза, а также торможение транспорта глюкозы. Обусловлен ли данный эффект прямым действием ГР на транспорт или он является результатом подавления гликолиза, пока не установлено. Ингибирование гликолиза в мышцах может быть также связано с мобилизацией жирных кислот из триацилглицероловых резервов. При длительном введении ГР существует опасность возникновения сахарного диабета;
3 ) Липидный обмен. При инкубации жировой ткани с ГР in vitro усиливается высвобождение неэстерифицированных (свободных) жирных кислот и глицерола. Введение ГР in vivo вызывает быстрое (30—60 мин)
43
