так как он, во-первых, обуславливает аминокислотную замену в структуре белка, во-вторых, его ассоциация с признаками молочной продуктивности практически не изучалась на отечественных породах крупного рогатого скота, в третьих представляет значительный интерес его исследование в связке гаплотипов по ключевым генам соматотропиновой оси.

Таким образом, можно отметить, что исследования полиморфных вариантов гена гормона роста как гена-кандидата для маркер-сопутствующей селекции имеют значительные перспективы, учитывая его несомненную роль в контроле процессов роста. С другой стороны, некоторая противоречивость получаемых данных свидетельствует о недостаточности знаний о механизмах формирования его фенотипического эффекта.

Контрольные вопросы:

1. Какие известны полиморфные варианты гена гормона роста?

2. Какими учеными и на каких породах скота был исследован

полиморфизм bGH- AluI?

1. К какой аминокислотной замене приводит полиморфизм bGH- AluI?

2. Кем был открыт полиморфизм гена гормона роста, распознаваемый с помощью рестриктазы MspI?

3. Какой из полиморфизмов гена bGH является наиболее перспективным для изучения его влияния на продуктивность крупного рогатого скота?

2.3 Рецептор гормона роста (GH R)

2.3.1 Структура гена рецептора гормона роста b GH R. Особенности экспрессии

GHR кодируется одиночным геном, который локализован на двадцатой хромосоме у КРС [218, 219]. Он содержит одиночный трансмембранный домен, содержащий двадцать четыре аминокислоты, экстрацеллюлярный (гормонсвязывающий) домен и длинный цитоплазматический домен (сигналиндуцирующий) [220].

Изначально предполагалось, что данный ген содержит десять экзонов, со стартовым кодоном трансляции во втором экзоне [221], однако последние исследования выявили, что bGHR ген у разных видов содержит множественные лидирующие экзоны (экзоны 1) [222, 223]. В настоящее время известно, что bGHR состоит из девяти экзонов в транслируемой части (со 2 по 10) и девяти экзонов в 5-некодирующем регионе, который включает девять нетранслируемых экзонов: 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1I [224]. 5регуляторная область данного гена содержит составные промоторные элементы, энхансеры, репрессоры, детермианты тканеспецефичной экспрессии гена и другие регуляторные элементы [225]. Экзоны нетранслируемой области

подвергаются альтернативному сплайсингу и каждый из них имеет личный сайт начала транскрипции. У Bos Taurus обнаружен LINE-1 элемент, размером примерно 1,2 кб, расположенный выше экзона 1А [226].

Регуляция экспрессии гена рецептора гормона роста bGHR . О механизмах, регулирующих экспрессию этого гена, известно очень мало. Инициация транскрипции в различных лидирующих экзонах и сплайсинг разных лидирующих экзонов на втором экзоне приводит к образованию множественных матричных РНК рецептора гормона роста, которые отличаются между собой 5`-нетранслируемым регионом [227], что приводит к образованию не идентичных белковых продуктов.

Гетерогенность нетранслируемого 5’ региона рецептора гормона роста продемонстрирована у разных видов млекопитающих. Девять вариантов mRNA GHR идентифицированы у человека (V1–V9; [228]) и крупного рогатого скота (1A–1I; [225]). У КРС вариант 1А исключительно экспрессируется в печени и транскрипционно контролируется печеночным фактором (liver-enriched factor) и гепатоцит-нуклеарным фатором-4 (HNF-4; [229]). Более того, имеются сведения в пользу экспрессии различных транскриптов в ходе развития и тканезависимой регуляции [228, 230].

Контрольные вопросы:

1. Структура гена рецептора гормона роста?

2. На какой хромосоме локализован ген bGHR крупного рогатого скота?

3. Каков механизм регуляции экспрессии гена рецептора гормона роста?

4. Какова структура белка рецептора гормона роста?

2.3.2 Характеристика белка рецептора гормона роста GHR и его биологическая функция

Белок рецептора гормона роста (growth hormone receptor, GHR) представляет собой мембрано-ассоциированный белок, содержащий 620 а.о. Молекула рецептора состоит из трех функциональных доменов: экстрацеллюлярного (расположенного на поверхности клетки), в и трансмембранного (расположенного пределах мембраны) интрацеллюлярного или цитоплазматического (расположенного внутри клети). Экстрацеллюлярный домен состоит из двести сорока остатков аминокислот и является N-терминальным, трансмембранный домен включает триста пятьдесят остатков, внутриклеточный домен состоит из двадцати четырех остатков аминокислот и является С-терминальным. GHR принадлежит к цитокинин/гематопоэтическому семейству рецепторов, участники которого, имеют сходства между собой по структуре и свойствам [231-233].

Экстрацеллюлярный домен гормона роста состоит из двух функциональных частей: одна выполняет функцию связывания с гормоном

роста [234], другая, прилегающая к мембране, связана с трансмембранным доменом с помощью линкера, состоящего из одиннадцати аминокислотных остатков. Внутриклеточный домен содержит консервативные последовательности, являющиеся сайтами связывания с сигнальными пептидами, такими, как JAK-2 [189].

Биологическая функция GHR состоит в передаче действия гормона роста на клетки, т.е. сигнальная трансдукция через клеточную мембрану.

Первый этап сигнальной трансдукции включает присоединение GH к GHR и димеризацию двух молекул GHR. Димеризация приводит к связыванию цитоплазматического домена с интрацеллюлярной протеин киназой JAK-2 и другими киназами, которые в свою очередь другие киназы, энзимы и нуклеарные протеины, являющиеся сигнальными преобразователями и активаторами транскрипции. Таким образом, посредством различных последовательных биохимических событий, в конечном счете, активируется транскрипция генов инсулина, инсулиноподобного фактора-1 и множества других генов [228, 235, 236].

Присутствие GHR в различных тканях и клетках свидетельствует о широком диапазоне влияния гормона роста на физиологические процессы организма. GHR был идентифицирован в печени, сердце, почках, сердечной и скелетной мускулатуре, кишечнике, желудке, надпочечниках и многих других тканях и органах [237]. Естественно, что мутации, приводящие к изменению структуры белка рецептора, приводят и к изменению его способности трансдуцировать сигнал гормона роста. А так как для гена рецептора характерным является альтернативный сплайсинг, то большое значение приобретают так же мутации, возникающие в областях интронов и, несомненно, мутации регуляторных областей. Соответственно, при рассмотрении данного гена, как гена-кандидата для использования в маркерсопутствующей селекции, значительное внимание уделяется исследованию аллелей гена, полиморфных не только по кодирующим, но и по фланкирующим областям. В настоящее время интенсивные исследования гена рецептора гормона роста направлены на выявление его полиморфных вариантов, в частности одиночных нуклеотидных замен как в экспрессируемых, так и в регуляторных областях.

Контрольные вопросы:

1. Структура белка рецептора гормона роста?

2. Из скольких функциональных доменов состоит белок рецептора гормона

роста?

1. В чем состоит биологическая функция рецептора гормона роста?

2. В каких органах присутствует рецептор гормона роста?