Rola tych czynników w ekspresji genów
Zrozumienie czynników transkrypcji
Aby nasze ciała miały różne typy komórek, musi istnieć jakiś mechanizm kontrolujący ekspresję naszych genów . W niektórych komórkach niektóre geny są wyłączone, podczas gdy w innych komórkach są transkrybowane i tłumaczone na białka.
Czynniki transkrypcyjne są jednym z najczęstszych narzędzi używanych przez nasze komórki do kontrolowania ekspresji genów.
Krótka definicja
Czynniki transkrypcyjne (TF) to cząsteczki zaangażowane w regulację ekspresji genów. Są to zazwyczaj białka, chociaż mogą również składać się z krótkiego, niekodującego RNA . TF zwykle znajdują się również w grupach lub kompleksach , tworząc liczne interakcje, które pozwalają na różny stopień kontroli nad szybkościami transkrypcji.
Włączanie i wyłączanie genów
U ludzi (i innych eukariontów) geny są zwykle w domyślnym stanie " wyłączonym ", więc TF służą głównie do włączania ekspresji genów " na ". W bakteriach odwrotność jest często prawdziwa, a geny wyrażane są " konstytutywnie ", aż do momentu, w którym TF wyłączy je ". TF działają przez rozpoznanie pewnych sekwencji nukleotydów (motywów) przed lub po genie na chromosomie (w górę i w dół).
Geny i Eukarionty
Eukarioty często mają region promotorowy powyżej genu lub regiony wzmacniacza w górę lub w dół od genu, z pewnymi specyficznymi motywami, które są rozpoznawane 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.
Dlaczego współczynniki transkrypcji są znaczące
Czynniki transkrypcyjne są tylko jednym ze środków, za pomocą których nasze komórki wyrażają różne kombinacje genów, pozwalając na różnicowanie różnych typów komórek, tkanek i narządów, które tworzą nasze ciała.
Jednak ten mechanizm kontroli jest niezwykle ważny, szczególnie w świetle wniosków z Human Genome Project, że faktycznie mamy mniej genów w naszym genomie lub na naszych chromosomach, niż początkowo sądzono.
Oznacza to, że różne komórki nie powstały z różnicowej ekspresji całkowicie różnych zestawów genów, ale częściej mają różne poziomy selektywnej ekspresji tych samych grup genów.
Efekt kaskadowy
TF-y mogą także kontrolować ekspresję genu, tworząc efekt " kaskadowy ", w którym obecność małych ilości jednego białka powoduje wytwarzanie większych ilości sekundy, co powoduje wytwarzanie jeszcze większych ilości jednej trzeciej, i tak dalej. Mechanizmy, dzięki którym znaczące efekty są indukowane przez bardzo małe ilości początkowego materiału lub bodźca, są podstawowymi modelami dzisiejszych postępów biotechnologicznych w badaniach nad inteligentnym polimerem .
Ekspresja genów i długość życia
Manipulowanie TF w celu odwrócenia procesu różnicowania komórek jest podstawą metod uzyskiwania komórek macierzystych z tkanek dorosłych. Zdolność do kontrolowania ekspresji genów, wraz z wiedzą uzyskaną z badania ludzkiego genomu i genomiki w innych organizmach, doprowadziła do teorii, że możemy przedłużyć nasze życie, jeśli tylko kontrolujemy geny, które regulują proces starzenia się w naszych komórkach.