Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа

Abstract

Методом компьютерной денситометрии определяли уровень экспрессии электрофоретически разделенных аллозимов S и F β-специфичной эстеразы (К.Ф. 3.1.1.2) у монозиготных и гетерозиготных по локусу β-Est генотипов Drosophila melanogaster (самцов и самок) дикого типа. В качестве субстратов применяли α-нафтилацетат, β-нафтилацетат и α-нафтилпропионат. Об интенсивности экспрессии эстераз судили по количеству образующихся продуктов реакции одновременного азосочетания нафтола с диазонием за 4, 24, 44 и 64 мин инкубации. Установлены достоверные различия в экспрессии S- и F-аллозимов, зависящие от структуры локуса β-Est генотипически различающихся особей. Во всех вариантах экспериментов показан более высокий уровень суммарной активности S- и F-аллозимов β-эстеразы гетерозигот по сравнению с отдельной активностью F- S-аллозимов соответствующих гомозигот независимо от половой принадлежности мух. Проведена сравнительная оценка временной динамики экспрессии in vitro аллозимов гомозиготных доминантов (β-EstS/β-EstS), гетерозигот (β-EstS/β-EstS) и гомозиготных рецессивов (β-EstF/β-EstF). Рассматриваются возможные механизмы возникновения гетерозиса по признаку экспрессии S- и F-аллозимов β-эстеразы с позиций теории биохимического обогащения гетерозиготных генотипов.

Використовуючи метод комп’ютерної денситометрії, визначали рівень експресії електрофоретично розподілених алозимів S і Fβ-специфічної естерази (К.Ф. 3.1.1.2) у монозиготних та гетерозиготих за локусом β-Est генотипово відмінних Drosophila melanogaster (самців і самок) дикого типу. Як субстрати застосовували α-нафтилацетат, β-нафтилацетат та α-нафтилпропіонат. Про інтенсивність експресії естераз робили висновок на підставі кількості продуктів, що утворюються в ході реакції одночасного азосполучення нафтолу з діазонієм за 4, 24, 44 і 64 хв інкубації. Встановлено достовірні розходження в експресії S- та F-алозимів, що залежать від структури локусу β-Est особин. В усіх варіантах експериментів показано більш високий рівень сумарної активності S- і F-алозимів β-естерази гетерозигот у порівнянні з окремою активністю F- та S-алозимів відповідних гомозигот незалежно від статевої належності мух. Проведено порівняльну оцінку часової динаміки експресії in vitro алозимів гомозиготних домінантів (β-EstS/β-EstS), гетерозигот (β-EstS/β-EstF) та гомозиготних рецесивів (β-EstF/β-EstF). Розглядаються можливі механізми виникнення гетерозису за ознакою експресії S- і F-аллозимів β-естерази с позиції теорії біохімічного збагачення гетерозиготних генотипів.

Using the method of computer densitometry we have determined the expression level of the electrophoretically separated S- and F-allozymes of β-specific esterase (E.C. 3.1.1.2) in Drosophila melanogaster homozygotes and heterozygotes for β-Est locus. α-naphtylacetate, β-naphtylac, etate and α-naphtylpropionate were used as substrates. Expression intensity of the esterases was estimated using the quantity of the reaction product which is created as a result of simultaneous azocoupling between naphtol and diazonium during 4, 24, 44 and 64 min of incubation time. We have established the reliable differences between the S- and F-allozyme expression depending on the β-Est locus structure. In all the variants the higher level of summary activity S- and F-allozymes of β-esterase of the heterozygotes comparing to those of two types of homozygotes was demonstrated independently of the Drosophila sex. We compared the characteristics of the expression dynamics of the allozymes of dominant homozygotes (β-EstS/β-EstS), heterozygotes (β-EstSβ-EstF) and recessive homozygotes (β-EstF/β-EstF). We also consider some possible mechanisms of heterosis of S- and F-allozyme expression according to the theory of biochemical enrichment of heterozygote genotypes.