Tín hiệu hoạt hóa yếu tố phiên mã có nghĩa là gì?

Điều đó có nghĩa là một sự kiện tín hiệu làm thay đổi yếu tố phiên mã để nó có thể liên kết với DNA và bật hoặc tắt các gen đích, điển hình là bằng cách phosphoryl hóa nó, di chuyển nó vào nhân, giải phóng nó khỏi một chất ức chế hoặc ổn định nó.

Tại sao một số con đường khác nhau lại được nhóm lại với nhau ở đây?

Mặc dù JAK-STAT, NF-kappaB, Wnt, Notch và TGF-beta khác nhau về cơ chế, nhưng chúng có cùng mục tiêu cuối cùng là chuyển đổi một tín hiệu thành một thay đổi cụ thể trong phiên mã gen, vì vậy chúng được tổ chức cùng nhau như các lộ trình dẫn đến biểu hiện gen được điều hòa bằng tín hiệu.

Điều hòa gen và Hoạt hóa yếu tố phiên mã

Nhiều con đường truyền tín hiệu hội tụ tại nhân tế bào, nơi chúng thay đổi các gen được phiên mã. Lĩnh vực này bao gồm các lộ trình tín hiệu chính mà qua đó các tín hiệu ngoại bào được chuyển dịch thành sự hoạt hóa, biến đổi hoặc giải phóng các yếu tố phiên mã liên kết với DNA và lập trình lại biểu hiện gen, định hình số phận tế bào, sự tăng trưởng, miễn dịch và biệt hóa.

Tìm chủ đề với PaperMindSắp ra mắtFind papers & topics

Tools & resources

Tải xuống bản trình chiếu

Learn & explore

VideoSắp ra mắt

Definition

Điều hòa gen bằng truyền tín hiệu là tập hợp các cơ chế mà qua đó một tín hiệu ngoại bào hoặc nội bào làm thay đổi hoạt động, vị trí hoặc số lượng của các yếu tố phiên mã, từ đó thay đổi tốc độ phiên mã của các gen đích cụ thể.

Scope

Lĩnh vực này xem xét phiên mã được điều hòa bằng tín hiệu như một chủ đề phương pháp luận và khái niệm trải rộng trên một số con đường kinh điển: JAK-STAT, NF-kappaB, Wnt/beta-catenin, Notch và TGF-beta/SMAD. Nó định hình mỗi con đường như một lộ trình từ một sự kiện cảm nhận ở màng hoặc bào tương đến một đầu ra phiên mã hạt nhân, và chỉ ra các mục chủ đề chuyên biệt để biết chi tiết cơ chế. Nó không đưa ra hướng dẫn lâm sàng hoặc điều trị.

Sub-topics

Core questions

Một tín hiệu ở bề mặt tế bào đến và biến đổi một yếu tố phiên mã như thế nào?
Điều gì kiểm soát việc một yếu tố phiên mã tiềm ẩn bị giữ ở trạng thái không hoạt động hay được giải phóng vào nhân?
Các con đường khác nhau đạt được các đầu ra phiên mã đặc hiệu gen, phụ thuộc vào ngữ cảnh như thế nào?
Thời gian và cường độ của phản ứng phiên mã được thiết lập và chấm dứt như thế nào?

Key concepts

Các yếu tố phiên mã bào tương tiềm ẩn
Sự chuyển vị vào nhân do tín hiệu gây ra
Sự cô lập chất ức chế và phân giải protein được điều hòa
Các yếu tố đáp ứng gắn DNA
Các đồng hoạt hóa và đồng ức chế
Sự tương tác giữa các con đường và tích hợp tín hiệu
Lựa chọn gen đích phụ thuộc vào ngữ cảnh

Mechanisms

Phiên mã được điều hòa bằng tín hiệu sử dụng một số ít các chiến lược lặp lại. Trong lộ trình JAK-STAT, các kinase liên kết với thụ thể phosphoryl hóa các protein STAT tiềm ẩn, sau đó chúng dimer hóa và đi vào nhân (Darnell et al., 1994). Trong tín hiệu NF-kappaB, một chất ức chế (IkappaB) bị phân hủy để yếu tố này được giải phóng để di chuyển và liên kết với DNA (Hayden & Ghosh, 2008). Tín hiệu Wnt hoạt động bằng cách ổn định beta-catenin, sau đó beta-catenin liên kết với các protein gắn DNA TCF/LEF (Clevers & Nusse, 2012). Notch sử dụng quá trình phân giải protein được điều hòa để giải phóng một miền nội bào tự nó hoạt động trong nhân, và TGF-beta thúc đẩy quá trình phosphoryl hóa các protein SMAD qua trung gian thụ thể, sau đó chúng di chuyển đến nhân (Massague, 2012). Trong các hệ thống này, các thụ thể tyrosine kinase và các thụ thể khác cung cấp bước cảm nhận thượng nguồn, liên kết môi trường ngoại bào với các sự kiện hạt nhân này (Lemmon & Schlessinger, 2010).

Clinical relevance

Rối loạn điều hòa các con đường này là một chủ đề lặp lại trong ung thư, bệnh viêm nhiễm và rối loạn phát triển, đó là lý do tại sao chúng là kiến thức tham chiếu trung tâm trong y học phân tử. Mục này mô tả các cơ chế mà tín hiệu kiểm soát biểu hiện gen; đây là kiến thức nền tảng giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cho bất kỳ cá nhân nào.

Evidence & guidelines

Các con đường được tóm tắt ở đây đã được thiết lập qua nhiều thập kỷ thí nghiệm phân tử và di truyền và được mô tả trong các tổng hợp đánh giá lớn hơn là trong các hướng dẫn lâm sàng. Các mục chủ đề trích dẫn các tài liệu gốc và tổng quan quan trọng cho mỗi con đường.

History

Ý tưởng rằng các tín hiệu lập trình lại phiên mã đã phát triển nhanh chóng vào cuối thế kỷ XX, khi các hệ thống JAK-STAT và NF-kappaB được phân tích sinh hóa và các con đường phát triển Wnt, Notch và TGF-beta được kết nối với các yếu tố hiệu ứng hạt nhân xác định. Những khám phá này đã thống nhất các quan sát từ miễn dịch học, sinh học phát triển và sinh học ung thư dưới một khuôn khổ tín hiệu-đến-phiên mã chung.

Key figures

James E. Darnell
George R. Stark
Sankar Ghosh
Hans Clevers
Joan Massague

Seminal works

darnell-1994
hayden-2008
clevers-2012
massague-2012

Frequently asked questions

Tín hiệu hoạt hóa yếu tố phiên mã có nghĩa là gì?: Điều đó có nghĩa là một sự kiện tín hiệu làm thay đổi yếu tố phiên mã để nó có thể liên kết với DNA và bật hoặc tắt các gen đích, điển hình là bằng cách phosphoryl hóa nó, di chuyển nó vào nhân, giải phóng nó khỏi một chất ức chế hoặc ổn định nó.
Tại sao một số con đường khác nhau lại được nhóm lại với nhau ở đây?: Mặc dù JAK-STAT, NF-kappaB, Wnt, Notch và TGF-beta khác nhau về cơ chế, nhưng chúng có cùng mục tiêu cuối cùng là chuyển đổi một tín hiệu thành một thay đổi cụ thể trong phiên mã gen, vì vậy chúng được tổ chức cùng nhau như các lộ trình dẫn đến biểu hiện gen được điều hòa bằng tín hiệu.