Гендер экспрессиясын реттеу

Гендер экспрессиясын реттеу сыртқы жағдайлар мен факторлардың өзгеруіне жауап ретінде белгілі бір гендердің (РНҚ немесе белоктар) экспрессивті өнімдерінің санын көбейтуге немесе азайтуға мүмкіндік беретін молекулалық механизмдердің күрделі жиынтығын білдіреді. Өрнекті реттеу бірдей геномдары бар жасушаларда әр түрлі фенотиптердің болуына мүмкіндік береді; бұл өз кезегінде тірі жүйелердің икемділігі мен өзгеретін қоршаған орта факторларына бейімделу қабілетін талап етеді. Гендер экспрессиясын реттеу биологиялық құбылыстарда бактериялардың балама қоректік заттар жиынтығымен жаңа ортаға бейімделуі сияқты шешуші рөл атқарады. Гендерде кодталған ақпарат РНҚ-ға жазылады, ол тиісті өңдеуден кейін рибосомаға полипептидтік өнімге (ақуызға) жіберіледі. Жалпы, осы процестегі кез-келген сілтемені реттеуге болады; сондықтан транскрипция деңгейінде гендік реттеуді, аударма деңгейінде гендік реттеуді және т.б. ажырату әдетке айналды. Гендер экспрессиясын реттеуді зерттеудегі басты оқиға лактоза оперонының (lac operon) 1961 жылы Жак Мононың ашылуы болды. Лактоза метаболизмі үшін қажет ферменттер тобы E. coli бактерияларында лактоза болған кезде және негізгі энергия көзі болмаған кезде - глюкоза болатындығы көрсетілген. Яғни, лактоза оперонының мысалы ағзада белгілі бір уақытта белгілі гендер жиынтығын өзгерту арқылы организмнің қолайсыз экологиялық жағдайларға қалай бейімделетіндігін көрсетті.
Көп жасушалы организмдерде ген экспрессиясының реттелуіне байланысты жасушалардың дифференциациясы және морфогенез сияқты күрделі құбылыстар орын алады. Әдетте, кейбір рецепторлардың активтенуі ген экспрессиясының өзгеруінің бастамашысы болып табылады.
Мазмұны
Әр түрлі деңгейлердегі 1 ереже
Хроматин деңгейіндегі 2 ереже
2.1 Құрылымдық реттеу
2.2 Химиялық реттеу
3 Транскрипция деңгейіндегі реттеу
4 Транскрипциядан кейінгі реттеу
5 Аударма деңгейіндегі реттеу - 6 Гендер экспрессиясын реттеудің мысалдары
6.1 Даму биологиясы
7 Зерттеу әдістері
8 Сілтемелер - Әр түрлі деңгейлердегі реттеу - Гендер экспрессиясының әр қадамы болуы мүмкін ДНҚ транскрипциясынан кейінгі аударма кезеңіне дейін қандай да бір жолмен реттеледі. Төменде реттеудің негізгі деңгейлерінің тізімі келтірілген. Олардың арасында ең белсенді реттелетін деңгей транскрипция болып табылады.
Транскрипция және mRNA тасымалдау, қайта өңдеу және деградация - хроматинді ұйымдастыру және қайта құру
Трансляциядан кейінгі өзгертулер
Регламент хроматин деңгейінде
Эукариоттарда транскрипция факторлары мен РНҚ полимеразаларының ДНҚ-ға қол жетімділігі хроматиннің жергілікті құрылымына байланысты, оны ДНҚ метилизациясы, кодталмайтын РНҚ және ДНҚ өзара әрекеттесетін ақуыздар өзгерте алады. Бұл факторлар жеке және үйлесімді түрде ген экспрессиясын төмендетуге қабілетті.
құрылымдық реттеу. Жалпы алғанда, хроматиннің белгілі бір аймақтарының буып-түйілуі (конденсациясы) олардағы ген экспрессиясының деңгейіне әсер етеді. Мұнда эхроматин (транскрипция қарқындылығы жоғары конденсацияланған аймақтар) және гетерохроматин (төмен транскрипциясы бар конденсацияланған аймақтар) бар. ДНҚ-ны гистондық комплекстер түрінде нуклеосомаларға салу геннің транскрипциясына кедергі келтіруі мүмкін. Сондықтан хроматинді қалпына келтіру жүйелері хроматин генінің экспрессиясын реттеуде маңызды рөл атқарады.
Химиялық реттеу
ДНҚ метиляциясы көбінесе ондағы гендердің экспрессиясын тоқтатады. ДНҚ метилизациясы метилтрансферазаларды қамтиды, олар негізінен CpG динуклеотидтік мотивтеріндегі метилат цитозинінің қалдықтарын (топтастырылған кезде «CpG аралдары» деп те атайды). ДНҚ-ның анормальды емес метилизация профильдері онкогенез кезінде жиі кездеседі. [1] Гистон ацетилизациясы хроматин экспрессиясын реттеуде маңызды рөл атқарады. Гистон ацетилтрансферазалары (HAT) транскрипцияны жеңілдететін, нуклеосомалардан ДНҚ-ның бөлінуін дамытады. 7: lacY, 8: lacA. Жоғары: Гендер өрнегі өшірулі. Лактоза болмаған жағдайда репрессорда РНҚ полимераза транскрипциясын блоктайтын ДНҚ-ны құрайтын құрамы болады. Төменгі жағында: Гендер өрнегі қосулы. Лактоза репрессорға байланыстырады, нәтижесінде оның конформациясы өзгереді және ол РНҚ полимераза арқылы транскрипциялануға және лактоза алмасуына жауап беретін гендердің аударылуына жол бермейді. Нәтижесінде ортадағы лактоза концентрациясы төмендеген кезде осы гендердің экспрессиясы сөніп қалады.
Транскрипциялық реттеу белгілі бір геннен мРНҚ қанша синтезделетінін анықтайды. Транскрипцияны кем дегенде бес түрлі механизммен реттеуге болады.
Ерекшелік факторлары - РНҚ полимеразасын белгілі бір промоторларға бағыттайтын, арнайы гендердің өрнегін жақсартатын арнайы ақуыздар. Ерекшелік факторларының мысалы бактериялардағы сигма факторы болып табылады. Репрессорлар геннің экспрессиясын ДНҚ-ның арнайы бақылау аймағына, яғни оператор деп аталатын аймаққа байланыстыру арқылы реттейді. Репрессорлар РНҚ полимераза арқылы транскрипцияның басталуына жол бермейді. Гендер экспрессиясын репрессорға тәуелді бақылау мысалы - лактоза опероны. Транскрипция факторлары белгілі бір гендердің промоутерлерімен байланысады, содан кейін олардың транскрипциясына РНҚ полимеразалары қатысады.
Белсенділер РНҚ полимераза мен белгілі бір гендердің промоторлары арасындағы байланысты жақсартады, олардың өрнегін белсендіреді. Олар мұны жергілікті ДНҚ құрылымын өзгерту арқылы тікелей немесе жанама түрде жасай алады.
Жетілдіргіштер - бұл активаторлармен байланысатын ДНҚ талшықтары. Жақсартқыштар эукариоттарда бактерияларға қарағанда жиі кездеседі. [2]
Цилиндрлер - бұл ДНҚ-ның торлары, олар транскрипцияның белгілі бір факторларын байланыстыра отырып, ген экспрессиясын жоққа шығара алады. ДНҚ мРНҚ-ға транскрипцияланғандықтан, бұл молекулалар олардың қатысуымен белоктардың аударылуын күшейтетін немесе басатын көптеген реттеуші механизмдерге бағытталған. Жасушаларда мРНҚ-ны аударуға дейінгі барлық процестер, атап айтқанда, жабу, шашырау және полиадениляция, сонымен қатар мРНҚ-ны аудару орнына дейін жеткізу.
Аударма деңгейінің реттелуі - ақуызға mRNA-ны аударуды көптеген жолдармен басқаруға болады, негізінен аударма басталу деңгейінде. МРНҚ-ны кішігірім рибосомалық бөлімге байланыстыру мРНҚ-ның қайталама құрылымымен, антицензиялық тізбектің болуымен, РНҚ-мен байланысқан ақуыздармен немесе осы әдістердің жиынтығымен реттелуі мүмкін. Прокариоттық және эукариотты РНҚ байланыстыратын ақуыздардың көптігі бар, олар көбінесе транскриптте белгілі бір екінші ретті құрылымдарға байланыстыра алады; бұл өз кезегінде мРНҚ-ны балықтың суббірліктерімен байланысына кедергі келтіреді және аударманың басталуына жол бермейді. Кейбір транскрипттер, мысалы рибозизмдер, өздерінің аудармаларын басқара алады. Гендік экспрессияны реттеуге мысалдар - Көптеген төмен молекулалы қосылыстар жылу алмасу ақуызының (жылу) индукциясы метаболизмі (жылу) үшін қажетті гендердің өрнегін бастауға қабілетті. Дрозофила меланогастерінде. »Вирустардың бірнеше гендері болса да, олардың өрнегін реттейтін бекітілген механизмдері бар. Мысал ретінде ламбда бактериофагының лизогендік / литикалық формаларын реттеу жатады.
GAL4 - ашытқыдағы галактоза метаболизмі үшін қажет ферменттерді кодтайтын GAL1, GAL7 және GAL10 гендерінің өрнегін басқаратын транскрипциялық активатор. GAL4 / UAS жүйесі гендік экспрессияны реттеуді зерттеу үшін көптеген басқа ағзаларда қолданылды. [3]
Даму биологиясы - Гендер экспрессиясын реттеуді зерттеу даму биологиясында үлкен рөл атқарады. Мысалы:
* Дрозофиладағы жынысты анықтау аутосомды гендердің жыныстық хромосомаларда орналасқан гендерге қатынасын анықтауды қажет етеді; Нәтижесінде аударма деңгейінде реттеу жүретін жыныстық тәуелді гендердің бақыланатын өрнегі болады. [4]
Зерттеу әдістері. Әдетте, белгілі бір гендердің экспрессия деңгейінің айырмашылығын зерттеуге арналған көптеген тәжірибелер жасушадан мРНҚ-ны алу мен зерттеуге негізделген. мәдениет немесе бүкіл организм. Осыдан кейін әр жеке мРНҚ-ның салыстырмалы деңгейлерін сандық ПТР немесе ДНҚ микрожарықтарымен анықтауға болады.
Реттеудің әр кезеңін жеке-жеке зерттеуге мүмкіндік беретін басқа әдістер де бар:
Хроматиннің жергілікті құрылымы және қазіргі уақытта көрсетілген гендерді анықтау , антиденелері бар РНҚ полимераза II, модификацияланған H3 гистондары немесе басқа транскрипция маркерлері бар иммуностазинг хроматинінің әдістерін қолдана отырып зерттеуге болады.
Эпистатикалық өзара әрекеттесуді зерттеу арқылы синтетикалық генетикалық массивтерді талдау туралы | Транскрипциядан кейінгі реттеудің деңгейіне байланысты транскрипцияның жоғары қарқындылығына қарамастан белгілі бір мРНҚ концентрациясы өте төмен болуы мүмкін. Триолмен белгіленген әдістер транскрипцияның қазіргі деңгейін зерттеуге қол жетімді. [5]
Барлық дерлік vivo-дағы РНҚ рибонуклеопротеидтер деп аталатын ақуыздар түзетін комплекстерде болады. Рибонуклеопротеидтердің ақуызы мен нуклеиндік компоненттерін RIP-чип сияқты тиісті әдістермен талдауға болады. Мысалы, рибосомамен байланысқан мРНҚ мен рибонуклеопротеидтерді талдау дәл осы уақытта дәл қазір қандай гендердің берілетіні туралы түсінік береді. Сілтемелер
↑ Өзгертілген хромосомалық метилизация заңдылықтары адамның бронх эпителий жасушаларының онкогендік түзілуімен жүреді. Онкологиялық зерттеулер 53 (7). Сәуір 1993. 10-бет. 1684–9. PMID 8453642. Белгісіз параметр еленбейді | және авторлар = (көмек)
N Прокариотты күшейтетін протеин NTRC байланыстыратын фосфорлану және ДНҚ-ға тәуелді ATPase белсенділігі бар. EMBO журналы 11 (6). 1992. маусым. 2219–28. PMC 556689. PMID 1534752. Белгісіз параметр еленбейді | авторлар = (анықтама)
↑ Барнетт, Дж.А. (2004), Ашытқыларды зерттеу тарихы 7: ферменттік бейімделу және реттеу.
↑ Гилберт С.Ф. (2003).
T Т-жасушаны активтендіру кезіндегі ген экспрессиясын бақылау: мРНҚ транскрипциясы мен мРНҚ тұрақтылығын балама реттеу. BMC геномикасы 6. 2005. с. 75. doi: 10.1186 / 1471-2164-6-75. PMC 1156890. PMID 15907206. Белгісіз параметр еленбейді | авторлар = (анықтама)
n
o
p
Ген өрнегі - Нуклеотидтер тізбегі - Негізгі ұғымдар
Джин - Интрон Exon - генетикалық код - геном - молекулалық биологияның орталық догмасы. Стандартты бағыт: ДНҚ (+ ДНҚ) → мРНА → ақуыздар «канондық емес» бағыт:
РНҚ → РНҚ - РНҚ → ДНҚ - Ақуыз → Ақуыз - Транскрипция - Транскрипция факторлары - Транскрипцияның тоқтатылу факторлары - РНҚ полимераза (Эукариот: I, II, III)
Промотор
РНҚ-ға дейінгі алдын-ала РНҚ өңдейтін
оперон
капсуланың ашық оқу шеңбері Орналастыру - Полиадениляция - РНҚ-редакциялау - РНҚ модификациясы - Псевдорудиниляция - Тарату - Тарату факторлары - FI
FE
FT - Ribosomes
tRNA
рРНҚ - Рибосомалық ақуыздар - Посттрансляциялық модификациялар - Ген экспрессиясын реттеу - Эпигенетикалық реттеу
ДНҚ метилизациясы - CpG-Island - Гистон метилизациясы және ацетилдеу гистон дезетиляциясы - Геномдық таңбалау - Транскрипцияны реттеу - Реттеуші жүйелер - Активаторлар - Жақсартқыштар - Репрессорлар - Хроматинді қалпына келтіру - Транскрипциядан кейінгі реттеу [en] РНҚ-ның араласуы - miRNA - Альтернативті шашырау - Альтернативті полиадениляция - РНҚ деградациясы
Посттрансляциялық реттеу
Фосфорлану
Сумойляция және Гликозиляция
Протеколизді уақытша өткізу


Регуляція експресії генів

Випадкові Статті

Гродненське воєводство

Гродненське воєводство

Гро́дненське воєводство — історична адміністративно-територіальна одиниця у складі Великого кня...
Василівка (Любашівський район)

Василівка (Любашівський район)

Васи́лівка — село в Україні, в Любашівському районі Одеської області. Населення становить 112 о...
Третя ступінь

Третя ступінь

Долорес Костелло Луїз Дрессер Оператор Хел Мор Монтаж Кларенс Колстер Кінокомпанія Warner Bros...
Намо

Намо

Намо — один з районів лаос ເມືອງ муанг провінції Удомсай, Лаос1 Приміткиред ↑ Maplandia wor...