एन्हांसर, साइलेंसर और दीर्घ-श्रेणी विनियमन

यूकेरियोटिक जीन न केवल अपने आसन्न प्रमोटरों द्वारा नियंत्रित होते हैं, बल्कि दूरस्थ नियामक डीएनए तत्वों द्वारा भी नियंत्रित होते हैं - एन्हांसर जो प्रतिलेखन को बढ़ाते हैं और साइलेंसर जो इसे दबाते हैं - जो बड़ी जीनोमिक दूरी पर कार्य कर सकते हैं। प्रतिलेखन कारकों को बांधकर और अपने लक्ष्य प्रमोटरों से भौतिक रूप से जुड़कर, ये तत्व उन संकेतों को एकीकृत करते हैं जो यह निर्दिष्ट करते हैं कि जीन कब और कहाँ व्यक्त होता है।

Definition

एन्हांसर और साइलेंसर सिस-नियामक डीएनए तत्व हैं जो क्रमशः, लक्ष्य जीन के प्रतिलेखन को दूर से और अपनी स्थिति या अभिविन्यास से काफी हद तक स्वतंत्र रूप से बढ़ाते या घटाते हैं, नियामक प्रोटीन को बांधकर और क्रोमेटिन लूपिंग के माध्यम से प्रमोटर से संपर्क करके।

Scope

यह विषय एन्हांसर और साइलेंसर के परिभाषित गुणों, एन्हांसर गतिविधि की स्थिति- और अभिविन्यास-स्वतंत्र प्रकृति, लूपिंग तंत्र जिसके द्वारा दूरस्थ तत्व प्रमोटरों से संपर्क करते हैं, कोशिका-पहचान जीन में सुपर-एन्हांसर की अवधारणा, और नियामक डोमेन को परिसीमित करने में इंसुलेटर की भूमिका को शामिल करता है। यह एक यांत्रिक आणविक विषय है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• एक नियामक तत्व गुणसूत्र पर दूर स्थित जीन को कैसे नियंत्रित कर सकता है?
• एक एन्हांसर को एक प्रमोटर से, और एक एन्हांसर को एक साइलेंसर से क्या अलग करता है?
• सही एन्हांसर-प्रमोटर युग्मन कैसे प्राप्त और प्रतिबंधित किया जाता है?
• कुछ जीन एन्हांसर (सुपर-एन्हांसर) के समूहों द्वारा क्यों नियंत्रित होते हैं?

Key concepts

• एन्हांसर और साइलेंसर
• स्थिति- और अभिविन्यास-स्वतंत्र क्रिया
• प्रतिलेखन-कारक बंधन स्थल
• एन्हांसर-प्रमोटर लूपिंग
• सुपर-एन्हांसर
• इंसुलेटर और टोपोलॉजिकल सीमाएं
• ऊतक-विशिष्ट जीन विनियमन

Key theories

लूपिंग के माध्यम से भर्ती द्वारा सक्रियण

दूरस्थ एन्हांसर को प्रतिलेखन कारकों को बांधकर कार्य करने वाला माना जाता है जो सह-सक्रियकों और प्रतिलेखन मशीनरी को प्रमोटर तक भर्ती करते हैं, क्रोमेटिन लूपिंग द्वारा निकटता में लाए जाते हैं, भर्ती सिद्धांत को दीर्घ-श्रेणी नियंत्रण तक विस्तारित करते हैं।

Mechanisms

एन्हांसर डीएनए के ऐसे खंड होते हैं जिनमें प्रतिलेखन कारकों के लिए गुच्छेदार बंधन स्थल होते हैं; एक बार बंधने के बाद, ये कारक सह-सक्रियक परिसरों और क्रोमेटिन संशोधकों को भर्ती करते हैं, और एन्हांसर को मध्यवर्ती क्रोमेटिन के लूपिंग के माध्यम से अपने लक्ष्य प्रमोटर के साथ भौतिक संपर्क में लाया जाता है। यह लूपिंग बताता है कि एक तत्व दसियों या सैकड़ों किलोबेस पर और अपने अभिविन्यास के काफी हद तक स्वतंत्र रूप से कैसे कार्य कर सकता है। साइलेंसर समान रूप से कार्य करते हैं लेकिन दमनकारी कारकों को भर्ती करते हैं। कुछ जीन जो कोशिका पहचान को परिभाषित करते हैं, एन्हांसर के घनीभूत रूप से व्याप्त समूहों द्वारा नियंत्रित होते हैं, जिन्हें सुपर-एन्हांसर कहा जाता है, जो बहुत उच्च प्रतिलेखनात्मक उत्पादन और गड़बड़ी के प्रति संवेदनशीलता से जुड़े होते हैं। इंसुलेटर तत्व और टोपोलॉजिकल डोमेन सीमाएं यह प्रतिबंधित करती हैं कि कौन से एन्हांसर किन प्रमोटरों तक पहुंच सकते हैं, जिससे पड़ोसी जीन के अनुचित सक्रियण को रोकने में मदद मिलती है। कारक बंधन और क्रोमेटिन चिह्नों का जीनोम-व्यापी मानचित्रण अब पूरे जीनोम में एन्हांसर की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।

Clinical relevance

एन्हांसर और साइलेंसर को प्रभावित करने वाले वेरिएंट और पुनर्व्यवस्था जीन को गलत तरीके से विनियमित कर सकते हैं और विकासात्मक विकारों और कैंसर में योगदान कर सकते हैं, और सुपर-एन्हांसर जीव विज्ञान यह बताता है कि कोशिका-पहचान कार्यक्रम कैसे बनाए जाते हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक पृष्ठभूमि है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

एन्हांसर को पहली बार 1980 के दशक की शुरुआत में वायरल और सेलुलर अनुक्रमों के रूप में परिभाषित किया गया था जो स्थिति या अभिविन्यास की परवाह किए बिना प्रतिलेखन को बढ़ावा देते थे। सक्रियण के भर्ती दृष्टिकोण और क्रोमेटिन लूपिंग के प्रदर्शन ने यह स्थापित किया कि दूरस्थ तत्व प्रमोटरों तक कैसे पहुंचते हैं; बुल्गर और ग्राउडाइन (2011) और श्ल्यूएवा और सहयोगियों (2014) द्वारा समीक्षाओं ने एन्हांसर गुणों और जीनोम-व्यापी पहचान को संश्लेषित किया, और ह्निसज़ और सहयोगियों (2013) ने कोशिका-पहचान और रोग जीन के लिए सुपर-एन्हांसर अवधारणा पेश की।

Debates

क्या 'सुपर-एन्हांसर' एक विशिष्ट कार्यात्मक वर्ग हैं या एक मात्रात्मक चरम?

क्या सुपर-एन्हांसर गुणात्मक रूप से विशिष्ट नियामक इकाई का प्रतिनिधित्व करते हैं या साधारण एन्हांसर की निरंतरता का केवल उच्च-अधिभोग अंत है, इस पर बहस होती है, जिसमें यह निहितार्थ है कि एन्हांसर गतिविधि को कैसे मापा और व्याख्या किया जाना चाहिए।

Key figures

• Mark Ptashne
• Mark Groudine
• Richard Young
• Alexander Stark

Seminal works

• bulger-groudine-2011
• hnisz-2013
• shlyueva-2014

Frequently asked questions

एक एन्हांसर डीएनए पर दूर स्थित जीन को कैसे विनियमित कर सकता है?

एन्हांसर और उसके लक्ष्य प्रमोटर के बीच का क्रोमेटिन लूप बनाता है, जिससे दोनों भौतिक निकटता में आ जाते हैं ताकि एन्हांसर पर बंधे कारक प्रमोटर पर कार्य कर सकें।

एक एन्हांसर और एक प्रमोटर में क्या अंतर है?

एक प्रमोटर वह स्थल है जहाँ प्रतिलेखन शुरू होता है, जीन के ठीक ऊपर; एक एन्हांसर एक दूरस्थ तत्व है जो एक प्रमोटर से प्रतिलेखन को बढ़ाता है और लंबी दूरी पर और किसी भी अभिविन्यास में कार्य कर सकता है।