Πώς οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς επηρεάζουν τη μεταγραφή

Οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς είναι οι δύο τύποι μεταγραφικών παραγόντων που εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης σε επίπεδο μεταγραφής. Οι ενεργοποιητές συνδέονται με τις περιοχές ενισχυτή στο DNA και διευκολύνουν τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα. Οι καταστολείς συνδέονται με τις περιοχές σιγαστήρα και εμποδίζουν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα.

Η ρύθμιση της μεταγραφής είναι ζωτικής σημασίας για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης τόσο στους προκαρυωτικούς όσο και στους ευκαρυώτες. Οι παράγοντες μεταγραφής είναι οι πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης σε μεταγραφικό επίπεδο. Συνδέονται με τα στοιχεία ελέγχου μεταγραφής στο DNA. Ανάλογα με τη λειτουργία, οι παράγοντες μεταγραφής μπορούν να κατηγοριοποιηθούν είτε ως ενεργοποιητές είτε ως καταστολείς. Ο ρόλος των ενεργοποιητών και των καταστολέων κατά τη μεταγραφή τόσο των ευκαρυωτών όσο και των προκαρυωτών περιγράφεται σε αυτό το άρθρο.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά
2. Πώς οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς επηρεάζουν τη μεταγραφή
    – Ο ρόλος των ενεργοποιητών και των καταστολέων στη μεταγραφή

Βασικοί όροι:Ενεργοποιητές, ενισχυτές, καταστολείς, σιγαστήρες, μεταγραφή, παράγοντες μεταγραφής

Τι είναι οι Activators and Repressors

Οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς είναι δύο τύποι μεταγραφικών παραγόντων που ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση σε μεταγραφικό επίπεδο. Οι παράγοντες μεταγραφής είναι ρυθμιστικές πρωτεΐνες που δρουν trans, που καθορίζουν το χρόνο, τη θέση και την αποτελεσματικότητα της μεταγραφής. Ο μηχανισμός δράσης των παραγόντων μεταγραφής είναι να προάγουν ή να αποτρέπουν τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης στην αλληλουχία προαγωγέα του γονιδίου. Η RNA πολυμεράση είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση ενός μορίου mRNA μεταγράφοντας την περιοχή κωδικοποίησης ενός γονιδίου. Οι ενεργοποιητές διευκολύνουν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον υποκινητή, ενώ οι καταστολείς εμποδίζουν τη σύνδεση του ενζύμου με τον προαγωγέα.

Πώς οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς επηρεάζουν τη μεταγραφή

Οι πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης είναι μεταγραφικοί παράγοντες. Η RNA πολυμεράση θα πρέπει να αναγνωρίζει τον προαγωγέα του γονιδίου και να συνδέεται με αυτόν για την έναρξη της μεταγραφής. Οι θέσεις δέσμευσης μεταγραφικών παραγόντων στο DNA είναι γνωστές ως cis-ρυθμιστικές αλληλουχίες. αυτά βρίσκονται ανάντη προς τον υποκινητή. Κατά τη δέσμευση, οι μεταγραφικοί παράγοντες είτε διευκολύνουν είτε αποτρέπουν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον υποκινητή.

1. Η ίδια η RNA πολυμεράση δεσμεύεται στην περιοχή προαγωγέα σε προκαρυώτες, ενώ οι μεταγραφικοί παράγοντες βοηθούν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης με τον προαγωγέα στους ευκαρυώτες. Αυτός ο τύπος μεταγραφικού παράγοντα είναι γνωστός ως βασικοί (γενικοί) μεταγραφικοί παράγοντες.
2. Οι θέσεις δέσμευσης μεταγραφής είναι γνωστές είτε ως ενισχυτές είτε ως σιγαστήρες με βάση την επίδραση του δεσμευμένου παράγοντα μεταγραφής στη μεταγραφή. Οι ενισχυτές ενεργοποιούν τα γονίδια κατά τη δέσμευση παραγόντων μεταγραφής ενώ οι σιγαστήρες απενεργοποιούν τα γονίδια κατά τη σύνδεση παραγόντων μεταγραφής.
3. Ενεργοποιητές είναι οι μεταγραφικοί παράγοντες που συνδέονται με τις περιοχές ενισχυτή, ενεργοποιώντας τη μεταγραφή διευκολύνοντας τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης και/ή των βασικών παραγόντων μεταγραφής στον προαγωγέα. Η δράση των ενεργοποιητών εμφανίζεται στην εικόνα 1 .

Εικόνα 1:Ενεργοποιητές

4. Κατασταλτικά είναι οι μεταγραφικοί παράγοντες που συνδέονται με τις περιοχές σιγαστήρα, καταστέλλοντας τη μεταγραφή αποτρέποντας τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης ή/και βασικών παραγόντων μεταγραφής στον προαγωγέα.

Γενικά, οι περιοχές ενισχυτή ή σιγαστήρα βρίσκονται μακριά από την περιοχή του προαγωγέα. Ωστόσο, οι βασικοί παράγοντες μεταγραφής ενώνουν τις δύο περιοχές του DNA σχηματίζοντας έναν βρόχο. Η διαφορική γονιδιακή έκφραση σε διαφορετικούς τύπους ιστών του σώματος επιτυγχάνεται με τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης σε μεταγραφικό επίπεδο από μεταγραφικούς παράγοντες.

Συμπέρασμα

Οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς είναι οι δύο τύποι μεταγραφικών παραγόντων που εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης σε μεταγραφικό επίπεδο. Οι ενεργοποιητές συνδέονται με τις περιοχές ενισχυτή στο DNA και διευκολύνουν τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα. Οι καταστολείς συνδέονται με τις περιοχές σιγαστήρα και εμποδίζουν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα.

Αναφορά:

1. «Παράγοντες Μεταγραφής». Khan Academy , Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Ο ρόλος του μεταγραφικού παράγοντα στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης» Του Philippe Hupé – Emmanuel Barillot, Laurence Calzone, Philippe Hupé, Jean-Philippe Vert, Andrei Zinovyev, Computational Systems Biology of Cancer Chapman &Hall/CRC Mathematical &Computational Biology (2012, CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia