Transkripsiyonel Düzenleme
Bir hücrenin bir geni kontrol ettiği ilk ve en ekonomik nokta, sinyalleri okuyan ve spesifik DNA dizilerine bağlanarak transkripsiyonu açıp kapatan düzenleyici proteinler aracılığıyla alınan transkripsiyon kararıdır.
Tanım
Transkripsiyonel düzenleme, bir genin RNA'ya transkribe edilip edilmediğinin ve ne sıklıkta transkribe edildiğinin kontrolüdür; bu kontrol, büyük ölçüde spesifik DNA dizilerine bağlanan ve RNA polimerazın aktivitesini modüle eden düzenleyici proteinler aracılığıyla gerçekleştirilmektedir.
Kapsam
Bu konu, indüklenebilir ve baskılanabilir transkripsiyonun klasik modeli olarak bakteriyel operonu, represörlerin, aktivatörlerin ve indükleyicilerin rollerini, ökaryotlarda transkripsiyonel makineyi toplayan promotörleri ve güçlendiricileri (enhancer), diziye özgü transkripsiyon faktörlerini ve bunların alanlarını ve kombinatoryal kontrolü kapsamaktadır. Transkripsiyon başlangıcı düzeyindeki düzenlemeyi ele almaktadır; transkripsiyon sonrası RNA ve kromatin durumu ile düzenleme, bitişik konularda incelenmektedir.
Temel sorular
- Lac operonu, besin maddelerine yanıt olarak gen ifadesini nasıl açar ve kapatır?
- Bir aktivatör ile bir represör arasındaki fark nedir?
- Promotörler ve güçlendiriciler (enhancer), ökaryotlarda transkripsiyonel makineyi nasıl toplar ve konumlandırır?
- Transkripsiyon faktörlerinin kombinatoryal bağlanması, kesin ifade kalıplarını nasıl oluşturur?
Anahtar kavramlar
- Operon: indüklenebilir ve baskılanabilir kontrol
- Represörler, aktivatörler ve indükleyiciler
- Promotörler ve güçlendiriciler (enhancer)
- Diziye özgü transkripsiyon faktörleri
- İfadenin kombinatoryal kontrolü
Mekanizmalar
Düzenleyici proteinler spesifik DNA dizilerini tanır ve RNA polimerazın bağlanmasını ve ilerlemesini ya engeller ya da teşvik eder; bakterilerde tek bir represör, küçük moleküllü bir sinyale yanıt olarak birlikte transkribe edilen genlerin bir operonunu kontrol edebilirken, ökaryotlarda birçok transkripsiyon faktörü, transkripsiyon hızını belirlemek için promotöre ilmeklenen (loop) uzak güçlendiriciler (enhancer) aracılığıyla kombinatoryal olarak hareket etmektedir.
Klinik önem
Transkripsiyonel kontrol hücre kimliğini belirlemektedir ve mutasyona uğramış transkripsiyon faktörleri veya ele geçirilmiş güçlendiriciler (enhancer) tarafından bozulması, birçok kanser ve gelişimsel bozukluğun temelini oluşturmaktadır; mühendislik ürünü transkripsiyonel anahtarlar ise araştırmalarda ve gelişmekte olan tedavilerde araç olarak kullanılmaktadır.
Tarihçe
Jacob ve Monod'un 1961'de Escherichia coli'deki lac operonu üzerine yaptığı çalışma, genlerin çevreye yanıt veren düzenleyici proteinler tarafından açılıp kapatıldığı fikrini ortaya koymuştur; Ptashne'nin daha sonraki faj represörleri üzerindeki incelemesi, bu tür proteinlerin nasıl çalıştığını detaylandırmış ve ökaryotik güçlendiricilerin (enhancer) incelenmesi, bu prensibi karmaşık gelişimsel kontrole genişletmiştir.
Öne çıkan isimler
- François Jacob
- Jacques Monod
- Mark Ptashne
İlgili konular
Temel eserler
- jacobMonod1961
Sıkça sorulan sorular
- Operon nedir?
- Operon, bakterilerde tek bir promotörden birlikte transkribe edilen ve bir birim olarak kontrol edilen bir gen kümesidir; bu durum, hücrenin bir sinyale yanıt olarak ilgili genlerin tüm bir setini aynı anda açıp kapatmasına olanak tanımaktadır.
- Güçlendiriciler (enhancer) genler üzerinde uzaktan nasıl etki eder?
- Güçlendiriciler (enhancer), transkripsiyon faktörlerine bağlanan ve dizide uzakta olsalar bile bir genin promotörünü etkileyen DNA dizileridir; DNA ilmeklenerek (loop) güçlendiriciye bağlı proteinlerin promotördeki transkripsiyonel makineyle temas etmesini sağlamaktadır.