Promotörler ve Cis-Etkili Elemanlar
Promotörler ve diğer cis-etkili elemanlar, kontrol ettikleri gen ile aynı molekül üzerinde yer alan, transkripsiyonun nerede başladığını ve nasıl düzenlendiğini belirleyen DNA dizileridir. RNA polimeraz ve düzenleyici proteinler için bağlanma platformu sağlarlar ve bileşimleri, bir genin ekspresyonunun gücünü, zamanlamasını ve doku özgüllüğünü belirlemektedir.
Tanım
Promotör, bir genin transkripsiyonunun başlamasını yönlendiren cis-etkili DNA bölgesidir; cis-etkili elemanlar daha geniş anlamda, varlıkları ve düzenlenmeleri, transkripsiyon mekanizması ve düzenleyici proteinler için bağlanma bölgeleri olarak hizmet ederek transkripsiyonu düzenleyen, aynı molekül üzerindeki DNA dizileridir.
Kapsam
Konu, başlangıç bölgesini konumlandıran çekirdek promotörü (TATA kutusu ve başlatıcı gibi elemanlar dahil), proksimal ve distal düzenleyici dizileri (güçlendiriciler, susturucular, izolatörler) ve kromatin özelliklerinin aktif promotörleri nasıl işaretlediğini kapsamaktadır. Cis-etkili (aynı molekül üzerindeki) dizileri, onları okuyan trans-etkili proteinlerden ayırmakta ve referans-eğitim düzeyinde ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Hangi DNA dizileri, transkripsiyonun nerede ve ne kadar güçlü başlayacağını belirler?
- Distal güçlendiriciler, uzun genomik mesafeler üzerinden bir promotörü nasıl etkiler?
- Bir cis-etkili elemanı, bir trans-etkili faktörden ayıran nedir?
Anahtar kavramlar
- Çekirdek promotör ve transkripsiyon başlangıç bölgesi
- TATA kutusu ve başlatıcı eleman
- Güçlendiriciler ve susturucular
- İzolatörler
- CpG adacığı promotörleri
- Cis'e karşı trans düzenleme
- Güçlendirici RNA'lar
Mekanizmalar
Çekirdek promotör, bazal transkripsiyon mekanizmasını konumlandıran ve başlangıç bölgesini tanımlayan TATA kutusu ve başlatıcı gibi kısa dizi motifleri içermektedir; elemanların hassas karışımı ise promotör gücünü ve yanıt verebilirliğini ayarlamaktadır. Distal güçlendiriciler, hedef promotörleriyle temas kurmak üzere ilmeklenerek, yönelim ve mesafeden büyük ölçüde bağımsız olarak hareket etmektedir ve izolatörler düzenleyici alanları sınırlamaktadır. İnsan hücrelerinde çoğu aktif promotör karakteristik kromatin işaretleri taşımakta ve birçoğu CpG adacıklarına gömülü bulunmaktadır; bazı güçlendiriciler ise düzenleyici aktivitelerine eşlik eden kodlamayan RNA'lara (noncoding RNAs) dönüştürülmektedir.
Klinik önem
Promotörlerdeki ve güçlendiricilerdeki mutasyonlar ve varyantlar, gen dozajını değiştirebilir ve kalıtsal ve edinilmiş hastalıklara katkıda bulunabilir; hastalığa bağlı birçok genetik varyant, kodlama dizisi yerine bu tür düzenleyici bölgelerde yer almaktadır. Bu madde, söz konusu dizileri referans düzeyinde tanımlamakta olup, bir bireyin varyantlarının klinik yorumu için bir temel oluşturmamaktadır.
Tarihçe
1980'lerde yapılan klasik promotör ve güçlendirici çalışmaları, kısa çekirdek elemanları ve güçlendiricilerin uzun menzilli etkisini tanımlamıştır. Smale ve Kadonaga'nın 2003 tarihli derlemesi, RNA polimeraz II çekirdek promotörünü pekiştirmiş; daha sonra genom ölçekli kromatin ve transkripsiyon haritalaması, promotörlerin nasıl işaretlendiğini ve transkribe edilenler de dahil olmak üzere güçlendiricilerin gen ekspresyonunu nasıl organize ettiğini göstermiştir.
Öne çıkan isimler
- Stephen T. Smale
- James T. Kadonaga
- Joanna Wysocka
- Richard A. Young
İlgili konular
Temel eserler
- smale-kadonaga-2003
- long-2016
Sıkça sorulan sorular
- Promotör ile güçlendirici arasındaki fark nedir?
- Promotör, genin başlangıcında transkripsiyon mekanizmasını konumlandıran dizidir; güçlendirici ise promotörle temas kurarak uzaktan ve her iki yönde de transkripsiyonu artırabilen düzenleyici bir dizidir.
- Cis-etkili ne anlama gelir?
- Cis-etkili bir eleman, aynı DNA molekülü üzerindeki bir geni düzenleyen bir DNA dizisidir; oysa trans-etkili faktörler, konumdan bağımsız olarak hedef diziler üzerinde etki eden difüzyon yeteneğine sahip proteinlerdir (veya RNA'lardır).