Ultrabithorax

Ultrabithorax (Ubx) ist ein Homöobox -Gen , das in Insekten vorkommt und bei der Regulation der Musterbildung in der Morphogenese verwendet wird . Es gibt viele mögliche Produkte dieses Gens, die als Transkriptionsfaktoren fungieren . Ubx wird bei der Spezifikation seriell homologer Strukturen verwendet und wird auf vielen Ebenen von Entwicklungshierarchien verwendet. Bei Drosophila melanogaster wird es im dritten thorakalen (T3) und ersten abdominalen (A1) Segment exprimiert und unterdrückt FlügelFormation. Das Ubx-Gen regelt die Entscheidung über die Anzahl der Flügel und Beine der erwachsenen Fliegen. Die Entwicklungsrolle des Ubx-Gens wird durch das Spleißen seines Produkts bestimmt, das nach der Translation des Gens stattfindet. Die spezifischen Spleißfaktoren einer bestimmten Zelle ermöglichen die spezifische Regulierung des Entwicklungsschicksals dieser Zelle, indem verschiedene Spleißvarianten von Transkriptionsfaktoren hergestellt werden. In D. melanogaster existieren mindestens sechs verschiedene Isoformen von Ubx. [2]

Mutationen des Ubx-Gens führen zu einer Transformation der dorsalen und ventralen Anhängsel des dritten Brustsegments (T3), das das Halfter und das dritte Bein umfasst, in die Gegenstücke auf dem zweiten Brustsegment (T2). Wenn Ubx in T3 vorhanden ist, wird es das ursprüngliche Schicksal des T2-Segments verhindern. Solche Mutationen können den zweiten Flügelsatz erzeugen, der im Bithorax-Phänotyp beobachtet wird.

Das Ubx-Gen enthält ein 5'- Exon , zwei Mikroexons, ein optionales B-Element und ein C-terminales Exon. Die Länge der genomischen Ubx-DNA beträgt 76 kb und die Länge des cDNA - Klons beträgt 3,2 bis 4,6 kb. Das 5'-Exon enthält die 5'- UTR , die 964 Basen hat. Das C-terminale Exon enthält die 3'UTR, die 1580 bis 2212 Basen hat.

Ubx zielt auf Hunderte verschiedener Gene in verschiedenen Stadien der Morphogenese ab, einschließlich regulatorischer Gene wie Transkriptionsfaktoren , Signalkomponenten und terminaler Differenzierungsgene . [3] Es wurde gezeigt, dass Ubx auf Signalmoleküle mit großer Reichweite sowie auf ihre Zielgene und nachfolgende Gene weiter stromabwärts wirkt. Es hat sich gezeigt, dass es auf vielen Ebenen von Regulierungshierarchien wirkt, was bedeutet, dass Ubx mehr als einmal als Signal in derselben Regulierungshierarchie verwendet werden kann. [4]

Ubx reprimiert ausgewählte Dpp ( Decapentaplegic -activated) Zielgene in der vorderen und hinteren Achse. [5] Mehrere Dpp-Zielgene, die identifiziert wurden, sind spaltverwandte, restliche Gene, Serum-Response-Factor und Achaete-Scute. [4] Ubx unterdrückt auch Wingless im hinteren Kompartiment der dorsoventralen Achse. Die Produkte dieser Gene werden bei der Regulierung morphologischer Merkmale zwischen Flügel und Halfter verwendet .

Dieses Gen ist wichtig für die Entwicklung der Hinterflügel bei Lepidoptera und die Beinentwicklung bei Larven. [6]


Abbildung 1 – Mutationen im Ubx-Gen führen zu einer Transformation von Anhängen in T2- und T3-Segmenten, was zu einem zweiten Flügelsatz führt, der beim „Bithorax“-Phänotyp beobachtet wird.
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