Lecture 5.docx

9 Pages
112 Views
Unlock Document

Department
Cell and Systems Biology
Course
CSB430H1
Professor
Bryan Stewart
Semester
Winter

Description
Lecture 5                                        02/05/2014 Antagonism of BMPs and Shh  • Opposing gradients control the dorsal ventral polarity of the spinal cord and cell fates along the D/V axis  1st clue Bithorax  • Thoracic segment that normally produces a haltere now produces wing! • By doing screens we can identify the mutations that transform tissues from one identity to another  identity 2  Clue  Antennapaedia Lecture 5                                        02/05/2014 Drosophila Hox Genes  • Hox genes arranged in 2 clusters  o  Antennapaedia complex   – 5 genes  o  Bithorax complex   – 3 genes  • In total there are 8 homeobox genes that specify different parts • The chromosomal arrangement corresponds to the A/P pattern of expression » The Hox genes that are expressed in the anterior part are on the left side of the chromosome  Fly Homeobox Genes • Each gene is important for specifying  large parts of the fly • These genes are highly conserved and  vertebrates also have Hox genes.  Although, they have more of them but  they essentially d the same thing Vertebrate Hox Genes  (shown in mouse) • Arranged in 4 clusters  o  Hox a,b,c,d   – 32 genes in total  o High degree of homology to fly  hox genes  • Chromosomal arrangement  corresponds to the A/P pattern of  expression Patterning the Vertebrate Hindbrain  • Like segmentation of the Drosophila embryo/nervous system, Hindbrain is also segmented Lecture 5                                        02/05/2014 • In the midbrain there are segmental regions called rhombomeres. Each rhombomeres has a  similarity in the way it is developed • Segmentation of the hindbrain: • The labial gene (lab)  specifies the mouth parts  of the fly • There are multiple  representatives of the  abdominal gene (Abd­B) in  the mouse system   • The rhombomeres and the  Hox genes that are expressed correspond to the origin of particular types of  • This cartoon (bottom) shows the segmented brain (segments 1 to 8) and the Hox genes (3 groups: a, b,  d). Colors represent where in the rhombomeres those genes are expressed • Not all the genes are expressed everywhere ▯ there is a pattern. Also, there is some overlap of gene  expression  • A combination of factors area important for the individual identities of the segments. You get different  results depending on which factors get expressed o Example: in rhombomere 4 you only have the expression of the Hox 1 genes that overlaps a  little bit with the blue pattern of Hox gene 2 ▯ this gives you the facial nerve   Lecture 5                                        02/05/2014 • Genes are not really just ON/OFF… it is better to talk about them as being highly expressed or a t a low  level of expression  o Example: Hox a2 is mostly low expression and it has 2 areas of high expression  Hoxa­2 expression • There is symmetrical expression across the  midline Lecture 5                                        02/05/2014 What happens if some of these Hox genes are missing/mutated? • Loss of particular Hox genes causes a change in the profile of development of the rhombomeres and  subsequently you get change in the neurons/nerves that get produced from those tissues. • Hox gene expression distinguishes different rhombomeres  • Unique neurons and nerves arise from each rhombomere Regulation of Hox gene expression  1. Retinoic Acid receptors  2. Krox20 transcription factor Retinoic acid (RA) • Is a pretty common molecule that binds to a cytoplasmic receptor and translocates to nucleus upon  binding  • High levels of RA:  o Activate POSTERIOR Hox genes  o Repress ANTERIOR Hox genes  • Naturally occurring gradient of RA: o Low anterior and high in the posterior Lecture 5                                        02/05/2014 • RA occurs in the extracellular space and it can  diffuse across the membrane. It binds to the  cytoplasmic receptors, it enters the nucleus of the  cell and then the receptor acts as a  transcriptional regulator t
More Less

Related notes for CSB430H1

Log In


OR

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


OR

By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.


Submit