Замена Т→А в восьмом экзоне вызывает неконсервативную замену нейтрального фенилаланина на незаряженный, но полярный остаток тирозина (F279Y). Соответствующий остаток фенилаланина локализован в трансмембранном домене гена рецептора гормона роста и является консервативным для всех изученных млекопитающих. Blott выявила значительную ассоциацию фенилаланин/тирозин полиморфизма в трансмембранном домене с большим молочной продуктивностью и составом молока у животных немецкой и новозеландской популяции голштинских коров [226]. По данным авторов, животные, обладатели аллеля Y, характеризовались более высокой общей продуктивностью молока, в то время как у животных носителей аллеля F общая продуктивность была ниже, а процентное содержание белка и жира в молоке было более высоким. Механизм формирования такого эффекта до конца не выяснен. Предполагается, что отмеченный эффект обусловлен тем, что ароматическое кольцо тирозина содержит реактивную карбоксильную группу, которая делает его менее гидрофобным, чем такой же ароматический и нейтральный фенилаланин [246]. В дальнейшем мутация F279Y была исследована Luca Fontanesi et al. (2007) на животных итальянской голштино-фризской породы, итальянской черной, итальянской симментальской, джерсейской пород. Была отмечена довольно высокая частота предпочтительного аллеля у представителей итальянских популяций исследованных пород [247]. Предполагается, что обнаруженная мутация является одной из причин, объясняющих QTL двадцатой хромосомы, обнаруженные при ее картировании [248, 249]. В 2006 году Viitala S. et al. также была подтверждена положительная роль мутации F279Y на общую продуктивность и состав молока при исследовании популяции финского айрширского скота (Finnish Ayrshire) [250].

Замена нуклеотидов T →A в восьмом экзоне гена рецептора гормона роста вызывает замену аминокислотной последовательности от фенилаланина к тирозину и идентифицируется эндонуклеазой рестрикции SspI . В настоящее время практически не изучено влияние bGHR- SspI полиморфизма на мясные признаки крупного рогатого скота, однако рядом ученых доказана ассоциация данного полиморфизма с молочной продуктивностью. Исследованиями, проводимыми на разных породах, было выявлено, что замена аминокислотной последовательности от фенилаланина к тирозину приводит к снижению содержания жира и белка в молоке. Исследование Rahmatalla S.A. подтверждает влияние полиморфизма bGHR- SspI на удой, а также на содержание белка и жира в молоке немецкой популяции голштинского скота, так, гомозиготные коровы с генотипом bGHR- SspI^YY (р<0,05) имеют более высокое содержание жира и белка по сравнению с животными других генотипов. В дополнение к ранее сделанным выводам, в исследовании Rahmatalla S.A. было также обнаружено значительное влияние полиморфизма гена рецептора гормона роста на содержание казеина и лактозы голштинской

породы [251]. Таким образом, можно отметить, что для молочной продуктивности предпочтительным является аллель bGHR- SspI^Y .

Jolanta Komisarek, предполагает, что полиморфизм bGHR в двести семьдесят девятом положении может влиять на изменчивость удоя молока, а также на содержание молочного жира и белка джерсейской породы крупного рогатого скота [252]. Viitala S. также сообщает о связи полиморфизма bGHR- SspI с удоем, процентным содержанием белка и жира айрширской породы крупного рогатого скота [253].

Учитывая значительную роль рецептора гормона роста в формировании внутриклеточного ответа на воздействие гормона роста, необходимость исследования данной проблемы становится абсолютно очевидной. Причем, такие данные представляют не только теоретический интерес, направленный на выявление механизмов взаиморегуляции генов, но и практический интерес для развития маркер-зависимой селекции. Наибольший интерес представляет полиморфизм Т→А в восьмом экзоне, приводящий к замене фенилаланина на тирозин в трансмембранном домене. Так как, во-первых, данный полиморфизм достоверно приводит к изменению структуры белка, во-вторых, ассоциация его с признаками молочной продуктивности практически не изучена ни на голштинской, ни на черно-пестрой породе.

Контрольные вопросы:

1. Какие полиморфизмы были идентифицированы у гена рецептора гормона роста?

2. Молекулярная основа bGHR- SspI полиморфизма 3. Какая аллель полиморфизма bGHR- SspI является наиболее перспективной для молочной продуктивности скота?

3. На каких породах изучали разные полиморфные варианты гена рецептора гормона роста?

2.4 Инсулиноподобный фактор-1. Структура и экспрессия гена инсулиноподобного фактора роста-1 ( bIGF-1 ).

Инсулиноподобные факторы ( IGF-I и IGF-II) являются факторами множественного действия, которые наряду с инсулином регулируют рост, развитие, лактацию и участвуют в реализации различных физиологических функций в ряду тканей и специфических клеток.

У млекопитающих bIGF-1 ген состоит из шести экзонов и составляет 90 кб хромосомальной ДНК [254]. Для гена bIGF-1 характерно два лидирующих экзона, так же наличие в области 5`фланкирующих регионов первого и второго экзонов нескольких сайтов старта транскрипции. Применение различных ССТ регулируется на основе тканеспецифичности и множеством физиологических условий [255, 256].

Двумя альтернативными лидирующими экзонами продуцируются два класса транскриптов. Транскрипты первого класса (образующиеся с первого экзона), являются основными транскриптами во всех тканях, включая печень, на всех стадиях развития. Транскрипты второго класса локализованы в зрелой печени постоянно и в некоторых других тканях в течение короткого периода неонатального развития [255, 257]. Транскрипты второго класса более восприимчивы к гормону роста, чем транскрипты первого класса [258], в то время как транскрипты первого класса, кроме гормона роста, чувствительны так же к другим факторам.

Регуляция экспрессии гена bIGF-1. Регуляция экспрессии bIGF-1 осуществляется на четырех уровнях: транскрипция, сплайсинг и стабилизация мРНК, трансляция и посттрансляция. Множественные сайты старта транскрипции, альтернативные промоторы и лидирующие экзоны избирательно транскрибируются на разных этапах развития и под действием различных факторов. Синтез и секреция bIGF-1 регулируется различными гормонами, но в большей степени гормоном роста. Употребляемые в пищу вещества также стимулируют синтез и секрецию bIGF-1 [259-261].

Синтез bIGF-1 в основном осуществляется в печени, откуда он экскретируется в плазму крови и на основе тканеспецифичности действует как эндокринный фактор на органы-мишени. К органам-мишеням IGF в том числе относится и молочная железа. В некоторых тканях белок IGF-1 синтезируется локально [262-264]. В частности, IGF-1 мРНК экспрессируется в молочной железе коров, тем самым подтверждая возможность его локального синтеза. Причем имеющиеся данные подтверждают, что способностью к синтезу IGF-1 обладают не секреторные эпителиальные, а стромальные клетки молочной железы [263]. Ronge было показано, что концентрация IGF-1 в крови обратно коррелирует с процессом лактации [263]. В то время как концентрация IGF-2 в ходе лактации остается практически неизменной.

Контрольные вопросы:

1. Какие биологические функции выполняет инсулиноподобный фактор роста?

2. Из скольких экзонов состоит ген инсулиноподобного фактора-1 роста у

млекопитающих?

1. Структура гена bIGF-1

2. Механизм регуляции экспрессии гена bIGF-1 ?

3. Где преимущественно происходит синтез bIGF-1 ?

4. 2.4.1 Характеристика белка IGF-1 и биологическая роль

IGF принадлежат к семейству структурно родственных полипептидов, которое так же включает инсулин и релаксин. Участники этого семейства