Czynniki transkrypcji i ekspresja genów

Aby nasze ciała miały różne typy komórek, musi istnieć pewien mechanizm kontrolowania ekspresji naszego geny. W niektórych komórkach niektóre geny są wyłączone, podczas gdy w innych komórkach są przepisane i przetłumaczony w białka. Czynniki transkrypcyjne są jednym z najczęstszych narzędzi używanych przez nasze komórki do kontrolowania ekspresji genów.

Czynniki transkrypcyjne (TF) to cząsteczki zaangażowane w regulację ekspresji genów. Zazwyczaj są to białka, chociaż mogą również składać się z krótkich, niekodujących RNA. TF są również zwykle używane w grupach lub kompleksy, tworząc wiele interakcji, które pozwalają na różny stopień kontroli nad szybkościami transkrypcji.

U ludzi (i innych eukariontów) geny zwykle mają domyślną wartość „poza„stan, więc TF służą głównie do zmiany ekspresji genów”na„W bakteriach odwrotność jest często prawdą, a geny są wyrażane”konstytutywnie„dopóki TF go nie zmieni”poza"TF działają poprzez rozpoznawanie pewnych sekwencji nukleotydowych (motywów) przed genem na chromosomie lub po nim (w górę i w dół).

Eukarionty często mają region promotora powyżej genu lub regiony wzmacniacza powyżej lub poniżej genu, z pewnymi specyficznymi motywami rozpoznawanymi przez różne typy TF. TF wiążą się, przyciągają inne TF i tworzą kompleks, który ostatecznie ułatwia wiązanie przez polimerazę RNA, rozpoczynając w ten sposób proces transkrypcji.

Czynniki transkrypcyjne są tylko jednym ze sposobów, za pomocą których nasze komórki wyrażają różne kombinacje geny, pozwalające na różnicowanie do różnych typów komórek, tkanek i narządów, które tworzą nasze ciała. Ten mechanizm kontroli jest niezwykle ważny, szczególnie w świetle ustaleń Człowieka Projekt genomu, że mamy mniej genów w naszym genomie lub na naszych chromosomach, niż pierwotnie myśl.

Oznacza to, że różne komórki nie powstały z różnicowej ekspresji zupełnie innych zestawy genów, ale częściej mają różne poziomy selektywnej ekspresji tych samych grup geny.

TF mogą kontrolować ekspresję genów, tworząc „kaskada„efekt, w którym obecność małych ilości jednego białka powoduje wytwarzanie większych ilości drugiego, co powoduje wytwarzanie jeszcze większy kwoty jednej trzeciej i tak dalej. Mechanizmy, dzięki którym znaczące efekty są wywoływane przez niewielkie ilości materiału wyjściowego lub bodźca, są podstawowymi modelami współczesnych postępów biotechnologicznych w Inteligentny polimer Badania.

Manipulowanie TF w celu odwrócenia procesu różnicowania komórek jest podstawą metod uzyskiwania komórek macierzystych z tkanek dorosłych. Zdolność kontrolowania ekspresji genów, wraz z wiedzą uzyskaną z badania ludzkiego genomu i genomiki w innych organizmy doprowadziły do ​​teorii, że możemy przedłużyć życie, jeśli tylko kontrolujemy geny regulujące proces starzenia się w naszym komórki.