Ποιες πρωτεΐνες διαμορφώνουν την έκφραση των γονιδίων;
1. Παράγοντες μεταγραφής:
* Ορισμός: Αυτές οι πρωτεΐνες δεσμεύονται σε συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA (προαγωγείς, ενισχυτές, σιγαστήρες) κοντά στο γονίδιο που ρυθμίζουν.
* Λειτουργία: Λειτουργούν ως μοριακοί διακόπτες, είτε ενεργοποιώντας είτε καταστέλλουν τη μεταγραφή.
* Παραδείγματα:
* Γενικοί παράγοντες μεταγραφής: Που απαιτούνται για την έναρξη της μεταγραφής των περισσότερων γονιδίων (π.χ. πρωτεΐνη δέσμευσης Tata).
* Ειδικοί παράγοντες μεταγραφής: Δεσμεύονται σε συγκεκριμένες ρυθμιστικές αλληλουχίες, οι οποίες συχνά επηρεάζονται από εξωτερικά σήματα (π.χ., ρ53, NF-κΒ).
2. Συν-παράγοντες και συν-ρυθμιστές:
* Ορισμός: Πρωτεΐνες που συνδέονται με παράγοντες μεταγραφής για να ρυθμίσουν τη δραστηριότητά τους.
* Λειτουργία: Μπορούν να λειτουργήσουν ως γέφυρες για να συνδέσουν παράγοντες μεταγραφής με άλλα συστατικά του μηχανισμού μεταγραφής, να μεταβάλλουν τη συγγένεια δέσμευσης των παραγόντων μεταγραφής στο DNA ή να τροποποιήσουν τη δραστηριότητά τους.
* Παραδείγματα:
* Ακετυλοτρανσφεράσες ιστόνης (καπέλα): Ακετυλικές ιστόνες, καθιστώντας το DNA πιο προσιτό σε παράγοντες μεταγραφής.
* αποακετυλάες ιστόνης (HDACs): Αποακετυλικές ιστόνες, καθιστώντας το DNA λιγότερο προσιτό και καταστέλλει τη μεταγραφή.
* Σύμπλεγμα μεσολαβητή: Ένα μεγάλο σύμπλεγμα πρωτεϊνών που δρα ως γέφυρα μεταξύ παραγόντων μεταγραφής και RNA πολυμεράσης II.
3. Σύμπλοκα αναδιαμόρφωσης χρωματίνης:
* Ορισμός: Σύμπλοκα πρωτεϊνών που μεταβάλλουν τη δομή της χρωματίνης, το σύμπλεγμα του DNA και των πρωτεϊνών που αποτελούν χρωμοσώματα.
* Λειτουργία: Μπορούν να επανατοποθετήσουν τα νουκλεοσώματα (τη βασική μονάδα της χρωματίνης), να εκθέσουν το DNA σε παράγοντες μεταγραφής ή να δημιουργήσουν πιο ανοιχτές δομές χρωματίνης, επιτρέποντας την εμφάνιση μεταγραφής.
* Παραδείγματα:
* σύμπλεγμα SWI/SNF: Μπορεί να ολισθήσει νουκλεοσώματα κατά μήκος του DNA, εκθέτοντας περιοχές προαγωγού.
* σύμπλεγμα ISWI: Μπορεί να επανατοποθετήσει νουκλεοσώματα για να συμπιέσει τη χρωματίνη ή να το κάνει πιο προσιτό.
4. RNA πολυμεράσες:
* Ορισμός: Τα ένζυμα που είναι υπεύθυνα για τη μεταγραφή του DNA σε RNA.
* Λειτουργία: Αναγνωρίζουν και δεσμεύουν τους υποκινητές και στη συνέχεια συνθέτουν μόρια RNA χρησιμοποιώντας το πρότυπο DNA.
* Παραδείγματα:
* RNA πολυμεράση II: Μεταγράφει γονίδια κωδικοποίησης πρωτεΐνης.
* RNA πολυμεράση I: Μεταγράφει ριβοσωματικά γονίδια RNA.
* RNA πολυμεράση III: Μεταγράφει τα γονίδια RNA μεταφοράς και τα μικρά γονίδια πυρηνικού RNA.
5. MicroRNAs (miRNAs):
* Ορισμός: Μικρά, μη κωδικοποιητικά μόρια RNA που μπορούν να ρυθμίσουν την γονιδιακή έκφραση μετά από μεταγραφικά.
* Λειτουργία: Συνδέονται με μόρια αγγελιοφόρου RNA (mRNA), οδηγώντας στην υποβάθμιση ή τη μεταφραστική τους καταστολή.
* Παραδείγματα: Let-7, miR-124, miR-16.
6. Άλλες ρυθμιστικές πρωτεΐνες:
* πρωτεΐνες δέσμευσης RNA (RBPS): Μπορεί να δεσμεύσει με μόρια RNA και να επηρεάσει τη σταθερότητα, τον εντοπισμό και τη μετάφραση τους.
* μακρά μη κωδικοποιητικά RNAs (LNCRNAs): Μπορούν να δρουν ως ικριώματα για συμπλέγματα πρωτεϊνών, να ρυθμίζουν τη δομή της χρωματίνης ή να ρυθμίζουν τη μεταγραφή.
Βασικά σημεία:
* Η ρύθμιση των γονιδίων είναι μια πολύπλοκη και εξαιρετικά ενορχηστρωμένη διαδικασία που περιλαμβάνει ένα πλήθος πρωτεϊνών που συνεργάζονται.
* Οι συγκεκριμένες πρωτεΐνες και οι λειτουργίες τους μπορούν να ποικίλουν ανάλογα με το γονίδιο που ρυθμίζεται και τον τύπο κυττάρου.
* Πολλές πρωτεΐνες μπορούν να δράσουν τόσο ως ενεργοποιητές όσο και ως καταστολείς, ανάλογα με το πλαίσιο.
* Η γονιδιακή έκφραση συνεχώς ρυθμίζεται σε απόκριση σε εσωτερικά και εξωτερικά σήματα, επιτρέποντας στα κύτταρα να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους.
