کنترل رونویسی یوکاریوتی
چگونگی تنظیم رونویسی هر ژن در سلولهای یوکاریوتی از طریق ترکیب عوامل تنظیمی، افزایندهها، کمکفعالکنندهها و سیگنالدهی – اساس بیان افتراقی ژن.
Definition
کنترل رونویسی یوکاریوتی، تنظیم میزان رونویسی یک ژن توسط RNA پلیمراز است که از طریق ترکیب عوامل رونویسی توالی-ویژه و تنظیمکنندههای کمکی که بر پروموترها و افزایندهها عمل میکنند و به دستگاه رونویسی پایه متصل میشوند، حاصل میگردد.
Scope
این موضوع به تنظیم رونویسی در یوکاریوتها میپردازد: فعالکنندهها و سرکوبکنندههای توالی-ویژه، افزایندهها و خاموشکنندههایی که از راه دور عمل میکنند، کمپلکسهای کمکفعالکننده و کمکسرکوبکننده، پل واسطهای (Mediator) به دستگاه پایه، و ادغام مسیرهای سیگنالدهی در پروموترها. این موضوع بر منطق ترکیبی که بیان اختصاصی نوع سلول را تولید میکند، تأکید دارد؛ کنترل در سطح کروماتین در یک موضوع مکمل بررسی میشود.
Core questions
- چگونه افزایندههای دوردست با پروموتر یک ژن ارتباط برقرار میکنند؟
- چگونه ترکیبی از عوامل، بیان اختصاصی نوع سلول را مشخص میکنند؟
- کمکفعالکنندهها، کمکسرکوبکنندهها و واسطه (Mediator) چه نقشی ایفا میکنند؟
- چگونه مسیرهای سیگنالدهی رونویسی را در پاسخ به محیط تغییر میدهند؟
Key theories
- کنترل ترکیبی
- رونویسی یک ژن توسط مجموعه خاصی از فعالکنندهها و سرکوبکنندههای موجود تعیین میشود، بنابراین تعداد محدودی از عوامل، که در ترکیبات مختلف استفاده میشوند، میتوانند برنامههای بیانی متمایز بسیاری را در یک ارگانیسم چندسلولی مشخص کنند.
- ارتباط افزاینده-پروموتر
- افزایندههایی که توسط فعالکنندهها متصل میشوند، با حلقهزنی DNA و جذب کمکفعالکنندهها و کمپلکس واسطهای (Mediator) به پروموتر، از فواصل دور عمل میکنند و رونویسی را بدون اینکه در مجاورت محل شروع باشند، افزایش میدهند.
Mechanisms
عوامل رونویسی توالی-ویژه از طریق دامنههای متصلشونده به DNA به افزایندهها و عناصر نزدیک به پروموتر متصل میشوند و از طریق دامنههای اثرگذار جداگانه، کمکفعالکنندهها یا کمکسرکوبکنندهها را جذب میکنند. کمکفعالکنندهها شامل کمپلکسهای تغییردهنده کروماتین و کمپلکس واسطهای (Mediator) هستند که عوامل متصل به افزاینده را به RNA پلیمراز و عوامل رونویسی عمومی در پروموتر اصلی، اغلب از طریق حلقهزنی DNA، متصل میکند. مسیرهای سیگنالدهی، عوامل رونویسی را تغییر میدهند یا ورود آنها به هسته را تحریک میکنند و به این ترتیب امکان تبدیل نشانههای خارج سلولی به تغییرات در رونویسی را فراهم میآورند، در حالی که سرکوبکنندهها و خاموشکنندهها با فعالسازی مقابله میکنند.
Clinical relevance
فعالیت غیرطبیعی عوامل رونویسی و جهشهای افزاینده، بسیاری از سرطانها و اختلالات رشدی را ایجاد میکنند و تنظیمکنندههای کمکی رونویسی، اهداف دارویی فعالی هستند؛ این اطلاعات به عنوان اهمیت موضوع ارائه شده است، نه راهنمایی بالینی.
History
کلونسازی عوامل رونویسی یوکاریوتی و کشف افزایندهها در اواخر قرن بیستم، کنترل ترکیبی را پایهگذاری کرد و شناسایی کمکفعالکنندهها و کمپلکس واسطهای (Mediator) نشان داد که چگونه تنظیمکنندههای دوردست به پلیمراز میرسند و دیدگاه مدرن رونویسی یوکاریوتی را شکل دادند.
Key figures
- Robert Tjian
- Roger Kornberg
- Mark Ptashne
Related topics
Seminal works
- alberts2014
- lodish2016
Frequently asked questions
- چگونه یک افزاینده میتواند یک ژن را از راه دور کنترل کند؟
- DNA حلقهزنی میکند تا عواملی که در افزاینده متصل شدهاند با پروموتر و دستگاه آن در تماس قرار گیرند و سیگنال تنظیمی را در طول فاصله بینابینی منتقل کنند.
- چرا تنظیم یوکاریوتی ترکیبی نامیده میشود؟
- زیرا خروجی یک ژن به ترکیب خاصی از فعالکنندهها و سرکوبکنندههای موجود بستگی دارد و این امکان را میدهد که مجموعهای محدود از عوامل، الگوهای بیانی متمایز بسیاری را ایجاد کنند.