Για το σώμα μας να έχει διαφορετικούς τύπους κυττάρων, πρέπει να υπάρχει κάποιος μηχανισμός για τον έλεγχο της έκφρασης του γονίδια. Σε ορισμένα κύτταρα, ορισμένα γονίδια είναι απενεργοποιημένα, ενώ σε άλλα κύτταρα είναι μεταγράφεται και μεταφρασμένο σε πρωτεΐνες. Οι παράγοντες μεταγραφής είναι ένα από τα πιο κοινά εργαλεία που χρησιμοποιούν τα κύτταρα μας για τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης.
Σύντομος ορισμός
Οι παράγοντες μεταγραφής (TFs) είναι μόρια που εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Συνήθως είναι πρωτεΐνες, αν και μπορούν επίσης να αποτελούνται από σύντομες, μη κωδικοποιητικές RNA. Τα TFs βρίσκονται επίσης συνήθως σε ομάδες ή συγκροτήματα, σχηματίζοντας πολλαπλές αλληλεπιδράσεις που επιτρέπουν διαφορετικούς βαθμούς ελέγχου των ποσοστών μεταγραφής.
Απενεργοποίηση και ενεργοποίηση γονιδίων
Σε άτομα (και σε άλλους ευκαρυώτες), τα γονίδια είναι συνήθως σε προεπιλογή "μακριά από"κατάσταση, οπότε τα TF χρησιμεύουν κυρίως για τη μετατροπή της γονιδιακής έκφρασης"επί"Στα βακτήρια, το αντίθετο ισχύει συχνά και τα γονίδια εκφράζονται"
συστατικά"έως ότου το γυρίσει το TF"μακριά από"Τα TF λειτουργούν αναγνωρίζοντας ορισμένες νουκλεοτιδικές αλληλουχίες (μοτίβα) πριν ή μετά το γονίδιο στο χρωμόσωμα (πάνω και κατάντη).Γονίδια και ευκαρυώτες
Οι ευκαρυώτες έχουν συχνά μια περιοχή προαγωγού ανάντη από το γονίδιο, ή περιοχές ενισχυτές προς τα πάνω ή κατάντη από το γονίδιο, με ορισμένα συγκεκριμένα μοτίβα που αναγνωρίζονται από τους διάφορους τύπους TF. Τα TF δεσμεύονται, προσελκύουν άλλα TF και δημιουργούν ένα σύμπλοκο που τελικά διευκολύνει τη σύνδεση με RNA πολυμεράση, ξεκινώντας έτσι τη διαδικασία μεταγραφής.
Γιατί οι παράγοντες μεταγραφής είναι σημαντικοί
Οι παράγοντες μεταγραφής είναι μόνο ένας από τους τρόπους με τους οποίους τα κελιά μας εκφράζουν διαφορετικούς συνδυασμούς γονίδια, επιτρέποντας τη διαφοροποίηση στους διάφορους τύπους κυττάρων, ιστών και οργάνων που αποτελούν το δικό μας σώματα. Αυτός ο μηχανισμός ελέγχου είναι εξαιρετικά σημαντικός, ειδικά υπό το φως των ευρημάτων του ανθρώπου Το γονιδίωμα προβλέπει ότι έχουμε λιγότερα γονίδια στο γονιδίωμά μας, ή στα χρωμοσώματά μας, από ότι αρχικά σκέψη.
Αυτό σημαίνει ότι διαφορετικά κύτταρα δεν προέκυψαν από διαφορική έκφραση εντελώς διαφορετικών σύνολα γονιδίων, αλλά είναι πιο πιθανό να έχουν διαφορετικά επίπεδα επιλεκτικής έκφρασης των ίδιων ομάδων γονίδια.
Η επίδραση Cascade
Τα TF μπορούν να ελέγξουν την έκφραση γονιδίου δημιουργώντας ένα "αλληλουχία«αποτέλεσμα, όπου η παρουσία μικρών ποσοτήτων μιας πρωτεΐνης προκαλεί την παραγωγή μεγαλύτερων ποσοτήτων δευτερολέπτου, γεγονός που ενεργοποιεί την παραγωγή ακόμη μεγαλύτερο ποσά του ενός τρίτου, και ούτω καθεξής. Οι μηχανισμοί μέσω των οποίων προκαλούνται σημαντικές επιδράσεις από μικρές ποσότητες του αρχικού υλικού ή ερεθίσματος είναι τα βασικά μοντέλα της σημερινής βιοτεχνολογικής προόδου στην Έξυπνο πολυμερές έρευνα.
Έκφραση γονιδίου και προσδόκιμο ζωής
Ο χειρισμός των TF για αναστροφή της διαδικασίας διαφοροποίησης των κυττάρων είναι η βάση μεθόδων για την παραγωγή βλαστικών κυττάρων από ενήλικους ιστούς. Η ικανότητα ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης, μαζί με τη γνώση που αποκτήθηκε από τη μελέτη του ανθρώπινου γονιδιώματος και της γονιδιωματικής σε άλλα οργανισμούς, έχει οδηγήσει στη θεωρία ότι μπορούμε να παρατείνουμε τη ζωή μας εάν ελέγχουμε μόνο τα γονίδια που ρυθμίζουν τη διαδικασία γήρανσης στο κύτταρα.