जीन विनियमन और प्रतिलेखन कारक सक्रियण
कई संकेत-पारगमन मार्ग केंद्रक पर अभिसरित होते हैं, जहाँ वे यह बदलते हैं कि कौन से जीन प्रतिलेखित होते हैं। यह क्षेत्र प्रमुख संकेतन मार्गों को शामिल करता है जिनके द्वारा बाह्य कोशिकीय संकेतों को प्रतिलेखन कारकों के सक्रियण, संशोधन या विमोचन में अनुवादित किया जाता है जो डीएनए को बांधते हैं और जीन अभिव्यक्ति को पुनर्व्यवस्थित करते हैं, जिससे कोशिका भाग्य, वृद्धि, प्रतिरक्षा और विभेदन को आकार मिलता है।
Definition
संकेत पारगमन द्वारा जीन विनियमन उन तंत्रों का समूह है जिनके द्वारा एक बाह्य कोशिकीय या अंतःकोशिकीय संकेत प्रतिलेखन कारकों की गतिविधि, स्थानीयकरण या प्रचुरता को बदलता है, जिससे विशिष्ट लक्ष्य जीनों के प्रतिलेखन की दर बदल जाती है।
Scope
यह क्षेत्र संकेत-विनियमित प्रतिलेखन को एक पद्धतिगत और वैचारिक विषय के रूप में मानता है जो कई विहित मार्गों को फैलाता है: JAK-STAT, NF-kappaB, Wnt/beta-catenin, Notch, और TGF-beta/SMAD। यह प्रत्येक को एक झिल्ली या कोशिकीय संवेदन घटना से एक नाभिकीय प्रतिलेखन आउटपुट तक के मार्ग के रूप में प्रस्तुत करता है, और यांत्रिक विवरण के लिए समर्पित विषय प्रविष्टियों की ओर इंगित करता है। यह नैदानिक या चिकित्सीय निर्देश नहीं देता है।
Sub-topics
Core questions
- कोशिका की सतह पर एक संकेत प्रतिलेखन कारक तक कैसे पहुँचता है और उसे कैसे संशोधित करता है?
- क्या नियंत्रित करता है कि एक गुप्त प्रतिलेखन कारक निष्क्रिय रखा जाता है या केंद्रक में छोड़ा जाता है?
- विशिष्ट मार्ग जीन-विशिष्ट, संदर्भ-निर्भर प्रतिलेखन आउटपुट कैसे प्राप्त करते हैं?
- एक प्रतिलेखन प्रतिक्रिया की अवधि और परिमाण कैसे निर्धारित और समाप्त की जाती है?
Key concepts
- गुप्त कोशिकीय प्रतिलेखन कारक
- संकेत-प्रेरित नाभिकीय स्थानांतरण
- अवरोधक पृथक्करण और विनियमित प्रोटीओलिसिस
- डीएनए-बाध्यकारी प्रतिक्रिया तत्व
- सह-सक्रियक और सह-दमनकारी
- मार्ग क्रॉसस्टॉक और संकेत एकीकरण
- संदर्भ-निर्भर लक्ष्य जीन चयन
Mechanisms
संकेत-विनियमित प्रतिलेखन कुछ आवर्ती रणनीतियों का उपयोग करता है। JAK-STAT मार्ग में, रिसेप्टर-जुड़े किनेज गुप्त STAT प्रोटीन को फॉस्फोराइलेट करते हैं, जो डिमराइज़ करते हैं और केंद्रक में प्रवेश करते हैं (Darnell et al., 1994)। NF-kappaB संकेतन में, एक अवरोधक (IkappaB) का क्षरण होता है ताकि कारक स्थानांतरित होने और डीएनए को बांधने के लिए मुक्त हो सके (Hayden & Ghosh, 2008)। Wnt संकेतन बीटा-कैटनिन को स्थिर करके कार्य करता है, जो तब TCF/LEF डीएनए-बाध्यकारी प्रोटीन के साथ भागीदारी करता है (Clevers & Nusse, 2012)। नॉच एक अंतःकोशिकीय डोमेन को मुक्त करने के लिए विनियमित प्रोटीओलिसिस का उपयोग करता है जो स्वयं केंद्रक में कार्य करता है, और TGF-beta SMAD प्रोटीन के रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले फॉस्फोराइलेशन को चलाता है जो केंद्रक में शटल करते हैं (Massague, 2012)। इन प्रणालियों में, रिसेप्टर टायरोसिन किनेज और अन्य रिसेप्टर अपस्ट्रीम संवेदन चरण प्रदान करते हैं जो बाह्य कोशिकीय वातावरण को इन नाभिकीय घटनाओं से जोड़ता है (Lemmon & Schlessinger, 2010)।
Clinical relevance
इन मार्गों का अविनियमन कैंसर, सूजन संबंधी बीमारियों और विकासात्मक विकारों में एक आवर्ती विषय है, यही कारण है कि वे आणविक चिकित्सा में केंद्रीय संदर्भ ज्ञान हैं। यह प्रविष्टि उन तंत्रों का वर्णन करती है जिनके द्वारा संकेत जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं; यह शैक्षिक पृष्ठभूमि है और किसी भी व्यक्ति के निदान या उपचार का आधार नहीं है।
Evidence & guidelines
यहां संक्षेपित मार्ग दशकों के आणविक और आनुवंशिक प्रयोगों के माध्यम से स्थापित किए गए हैं और नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय प्रमुख समीक्षा संश्लेषणों में वर्णित हैं। विषय प्रविष्टियां प्रत्येक मार्ग के लिए सेमिनल प्राथमिक और समीक्षा साहित्य का हवाला देती हैं।
History
यह विचार कि संकेत प्रतिलेखन को पुनर्व्यवस्थित करते हैं, बीसवीं शताब्दी के अंत में तेजी से परिपक्व हुआ, क्योंकि JAK-STAT और NF-kappaB प्रणालियों का जैव रासायनिक रूप से विश्लेषण किया गया और विकासात्मक मार्ग Wnt, Notch, और TGF-beta को परिभाषित नाभिकीय प्रभावकों से जोड़ा गया। इन खोजों ने प्रतिरक्षा विज्ञान, विकासात्मक जीव विज्ञान और कैंसर जीव विज्ञान से प्राप्त अवलोकनों को एक सामान्य संकेत-से-प्रतिलेखन ढांचे के तहत एकीकृत किया।
Key figures
- James E. Darnell
- George R. Stark
- Sankar Ghosh
- Hans Clevers
- Joan Massague
Related topics
Seminal works
- darnell-1994
- hayden-2008
- clevers-2012
- massague-2012
Frequently asked questions
- एक संकेत द्वारा प्रतिलेखन कारक को सक्रिय करने का क्या अर्थ है?
- इसका अर्थ है कि एक संकेतन घटना प्रतिलेखन कारक को बदल देती है ताकि वह डीएनए को बांध सके और लक्ष्य जीनों को चालू या बंद कर सके, आमतौर पर इसे फॉस्फोराइलेट करके, इसे केंद्रक में ले जाकर, इसे एक अवरोधक से मुक्त करके, या इसे स्थिर करके।
- यहां कई अलग-अलग मार्गों को एक साथ क्यों समूहित किया गया है?
- हालांकि JAK-STAT, NF-kappaB, Wnt, Notch, और TGF-beta यांत्रिक रूप से भिन्न होते हैं, वे संकेत को जीन प्रतिलेखन में एक विशिष्ट परिवर्तन में बदलने के समान अंतिम लक्ष्य को साझा करते हैं, इसलिए उन्हें संकेत-विनियमित जीन अभिव्यक्ति के मार्गों के रूप में एक साथ व्यवस्थित किया जाता है।