Παράγοντες μεταγραφής και έκφραση γονιδίων

Τι είναι οι παράγοντες μεταγραφής; Με αυτήν την αναθεώρηση, βελτιώστε την κατανόηση του σημαντικού ρόλου που παίζουν στην γονιδιακή έκφραση.

Κατανόηση των συντελεστών μεταγραφής

Για το σώμα μας να έχουν διαφορετικούς τύπους κυττάρων, πρέπει να υπάρχει κάποιος μηχανισμός για τον έλεγχο της έκφρασης των γονιδίων μας. Σε ορισμένα κύτταρα, ορισμένα γονίδια είναι απενεργοποιημένα, ενώ σε άλλα κύτταρα είναι μεταγραφή και μεταφραστεί σε πρωτεΐνες. Οι παράγοντες μεταγραφής είναι ένα από τα πιο κοινά εργαλεία που χρησιμοποιούν τα κύτταρα μας για τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης.

Σύντομος ορισμός

Οι παράγοντες μεταγραφής (TFs) είναι μόρια που εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Είναι συνήθως πρωτεΐνες, παρόλο που μπορούν επίσης να αποτελούνται από σύντομο, μη κωδικοποιητικό RNA. Τα TF συνήθως βρίσκονται συνήθως σε ομάδες ή συγκροτήματα , σχηματίζοντας πολλαπλές αλληλεπιδράσεις που επιτρέπουν ποικίλους βαθμούς ελέγχου επί των ποσοστών μεταγραφής.

Απενεργοποίηση και ενεργοποίηση των γονιδίων

Στους ανθρώπους (και άλλους ευκαρυώτες), τα γονίδια είναι συνήθως σε προεπιλογή " μακριά από "κατάσταση, έτσι TFs χρησιμεύουν κυρίως για να μετατρέψει τη γονιδιακή έκφραση" επί . "Στα βακτήρια, το αντίστροφο είναι συχνά αληθές, και τα γονίδια εκφράζονται" συστατικά "μέχρι να το μετατρέψει η TF" μακριά από . "Τα TFs δρουν αναγνωρίζοντας ορισμένες νουκλεοτιδικές αλληλουχίες (μοτίβα) πριν ή μετά το γονίδιο στο χρωμόσωμα (προς τα πάνω και προς τα κάτω).

Γονίδια και ευκαρυωτικά

Οι ευκαρυώτες συχνά έχουν μια περιοχή προαγωγού ανάντη από τις περιοχές γονιδίου ή ενισχυτή άνω ή κάτω από το γονίδιο, με ορισμένα ειδικά μοτίβα που αναγνωρίζονται από τους διάφορους τύπους ΤΡ. Τα TF δεσμεύονται, προσελκύουν άλλα TFs και δημιουργούν ένα σύμπλοκο που τελικά διευκολύνει τη δέσμευση με RNA πολυμεράση, αρχίζοντας έτσι τη διαδικασία της μεταγραφής.

Γιατί οι παράγοντες μεταγραφής είναι σημαντικοί

Οι παράγοντες μεταγραφής αποτελούν μόνο ένα από τα μέσα με τα οποία τα κύτταρα μας εκφράζουν διαφορετικούς συνδυασμούς γονιδίων, επιτρέποντας τη διαφοροποίηση στους διάφορους τύπους κυττάρων, ιστών και οργάνων που αποτελούν το σώμα μας. Ωστόσο, αυτός ο μηχανισμός ελέγχου είναι εξαιρετικά σημαντικός, ειδικά υπό το πρίσμα των ευρημάτων του Προγράμματος Ανθρώπινου Γονιδιώματος ότι έχουμε λιγότερα γονίδια στο γονιδίωμα μας ή στα χρωμοσώματα μας, σε σχέση με την αρχική σκέψη.

Αυτό σημαίνει ότι διαφορετικά κύτταρα δεν έχουν προκύψει από τη διαφορική έκφραση εντελώς διαφορετικών συνόλων γονιδίων, αλλά είναι πιθανότερο να έχουν διαφορετικά επίπεδα εκλεκτικής έκφρασης των ίδιων ομάδων γονιδίων.

Το φαινόμενο Cascade

Τα TFs μπορούν επίσης να ελέγξουν τη γονιδιακή έκφραση δημιουργώντας ένα " αλληλουχία "αποτέλεσμα, όπου η παρουσία μικρών ποσοτήτων μίας πρωτεΐνης πυροδοτεί την παραγωγή μεγαλύτερων ποσοτήτων ενός δευτερολέπτου, γεγονός που πυροδοτεί την παραγωγή του ακόμα μεγαλύτερα ποσότητες ενός τρίτου και ούτω καθεξής. Οι μηχανισμοί μέσω των οποίων προκαλούνται σημαντικά αποτελέσματα από πολύ μικρές ποσότητες του αρχικού υλικού ή ερεθίσματος είναι τα βασικά μοντέλα της σημερινής βιοτεχνολογικής προόδου στην έρευνα Smart Polymer.

Έκφραση γονιδίου και προσδόκιμο ζωής

Η χειραγώγηση των TF για την αναστροφή της διαδικασίας διαφοροποίησης των κυττάρων είναι η βάση των μεθόδων για την παραγωγή βλαστοκυττάρων από ενήλικους ιστούς. Η ικανότητα ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης, μαζί με τις γνώσεις που αποκτήθηκαν από τη μελέτη του ανθρώπινου γονιδιώματος και της γονιδιωματικής σε άλλους οργανισμούς, οδήγησε στη θεωρία ότι μπορούμε να παρατείνουμε τη ζωή μας αν ελέγξουμε μόνο τα γονίδια που ρυθμίζουν τη διαδικασία γήρανσης στα κύτταρα μας.