Регуляторный ген - Regulator gene

Путь регуляции генов

Ген - регулятор , регулирующий орган или регулирующий ген представляет собой ген , участвует в контроле экспрессии одного или нескольких других генов. Регуляторные последовательности , которые кодируют регуляторные гены, часто находятся на пяти основных концах (5 ') от стартового сайта транскрипции гена, который они регулируют. Кроме того, эти последовательности также можно найти на трех основных концах (3 ') от сайта начала транскрипции . В обоих случаях, независимо от того, находится ли регуляторная последовательность до (5 ') или после (3') гена, который она регулирует, последовательность часто составляет много килобаз.от места начала транскрипции. Ген-регулятор может кодировать белок или работать на уровне РНК , как в случае генов, кодирующих микроРНК . Примером регулирующего гена является ген, который кодирует репрессорный белок, который ингибирует активность оператора (ген, который связывает репрессорные белки, таким образом, ингибируя трансляцию РНК в белок через РНК-полимеразу ).

У прокариот гены-регуляторы часто кодируют репрессорные белки . Репрессор белки связываются с операторами или промоторы , предотвращающих РНК - полимеразы из транскрибировать РНК. Обычно они постоянно экспрессируются, поэтому в клетке всегда есть запас репрессорных молекул. Индукторы заставляют репрессорные белки изменять форму или иным образом становиться неспособными связывать ДНК , позволяя РНК-полимеразе продолжать транскрипцию. Гены-регуляторы могут быть расположены внутри оперона , рядом с ним или далеко от него.

Другие регуляторные гены кодируют белки-активаторы . Активатор связывается с участком молекулы ДНК и вызывает усиление транскрипции соседнего гена. У прокариот хорошо известным белком-активатором является белок- активатор катаболита (CAP), участвующий в положительном контроле над lac-опероном .

В регуляции экспрессии генов , изучаемой в эволюционной биологии развития (evo-DevO), важную роль играют как активаторы, так и репрессоры.

Регуляторные гены также можно описать как положительные или отрицательные регуляторы в зависимости от условий окружающей среды, окружающей клетку. Положительные регуляторы - это регуляторные элементы, которые позволяют РНК-полимеразе связываться с промоторной областью, тем самым обеспечивая возможность транскрипции. Что касается lac-оперона, положительным регулятором может быть комплекс CRP-cAMP, который должен быть связан близко к месту начала транскрипции генов lac. Связывание этого позитивного регулятора позволяет РНК-полимеразе успешно связываться с промотором последовательности гена lac, что способствует транскрипции генов lac; лаковые Z , лаковые Y , и лаковые . Отрицательные регуляторы представляют собой регуляторные элементы, которые препятствуют связыванию РНК-полимеразы с промоторной областью, таким образом подавляя транскрипцию. С точки зрения lac-оперона, отрицательным регулятором может быть lac-репрессор, который связывается с промотором в том же самом сайте, с которым обычно связывается РНК-полимераза. Связывание репрессора lac с сайтом связывания РНК-полимеразы ингибирует транскрипцию генов lac. Только тогда, когда корепрессор связан с lac-репрессором, сайт связывания будет свободен для РНК-полимеразы для выполнения транскрипции генов lac.

Регуляторные элементы генов

Промоторы находятся в начале гена и служить в качестве места , где транскрипции машины собирает и транскрипции гена начинается. Энхансеры включают промоторы в определенных местах, в определенное время и на определенных уровнях, и их можно просто определить как «промоторы промотора». Считается, что глушители отключают экспрессию генов в определенные моменты времени и в определенных местах. Инсуляторы, также называемые граничными элементами, представляют собой последовательности ДНК, которые создают цис-регуляторные границы, которые не позволяют регуляторным элементам одного гена влиять на соседние гены. Общая догма состоит в том, что эти регуляторные элементы активируются за счет связывания факторов транскрипции , белков, которые связываются со специфическими последовательностями ДНК, и контроля транскрипции мРНК . Могут существовать несколько факторов транскрипции, которые должны связываться с одним регуляторным элементом, чтобы активировать его. Кроме того, несколько других белков, называемых кофакторами транскрипции, связываются с самими факторами транскрипции, чтобы контролировать транскрипцию.

Отрицательные регуляторы

Отрицательные регуляторы препятствуют транскрипции или трансляции. Примеры, такие как cFLIP, подавляют механизмы гибели клеток, приводящие к патологическим нарушениям , таким как рак , и, таким образом, играют решающую роль в устойчивости к лекарствам . Обход таких действующих лиц является сложной задачей в лечении рака . Отрицательные регуляторы клеточной смерти при раке включают cFLIP , семейство Bcl 2 , сурвивин , HSP , IAP , NF-κB , Akt , mTOR и FADD .

Обнаружение

Существует несколько различных методов обнаружения регуляторных генов, но из многих некоторые используются чаще, чем другие. Один из таких избранных называется ChIP-chip. ChIP-chip - это метод in vivo , используемый для определения сайтов связывания генома для факторов транскрипции в двухкомпонентных регуляторах ответа системы. Анализ на основе микрочипов in vitro (DAP-chip) можно использовать для определения генных мишеней и функций двухкомпонентных систем передачи сигналов . Этот анализ использует тот факт, что регуляторы ответа могут фосфорилироваться и, таким образом, активироваться in vitro с использованием доноров малых молекул, таких как ацетилфосфат .

Филогенетический след

Филогенетический след - метод, который использует множественное выравнивание последовательностей для определения местоположения консервативных последовательностей, таких как регуляторные элементы. Помимо множественного выравнивания последовательностей, филогенетический след также требует статистических показателей консервативных и неконсервативных последовательностей. Используя информацию, предоставленную множественным выравниванием последовательностей и статистическими показателями, можно идентифицировать наиболее консервативные мотивы в интересующих ортологичных областях.

использованная литература

внешние ссылки