Αρκετά από τα διαφορετικά γονίδια σφαιρίνων εκφράζονται σε ανθρώπους, αλλά κατά καιρούς ανάπτυξη ποιος μηχανισμός θα μπορούσε να επιτρέψει αυτό;
1. Αναπτυξιακοί παράγοντες μεταγραφής για το στάδιο:
* Τα διαφορετικά γονίδια σφαιρίνης ελέγχονται από συγκεκριμένους παράγοντες μεταγραφής που εκφράζονται σε διαφορετικά αναπτυξιακά στάδια. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, το γονίδιο ε-σφαιρίνης εκφράζεται υπό την επήρεια του παράγοντα μεταγραφής ζ-σφαιρίνης . Αργότερα, κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, γ-σφαιρίνη Η έκφραση οδηγείται από gata-1 , ένας παράγοντας μεταγραφής που είναι κρίσιμος για την ανάπτυξη των ερυθροειδών κυττάρων. Τέλος, στην ενηλικίωση, β-σφαιρίνη είναι το κυρίαρχο γονίδιο που εκφράζεται υπό τον έλεγχο του klf1 , ένας άλλος βασικός ρυθμιστής της ερυθροποίησης.
2. Δομή και προσβασιμότητα χρωματίνης:
* Η προσβασιμότητα των γονιδίων σφαιρίνης σε παράγοντες μεταγραφής ρυθμίζεται από αλλαγές στη δομή της χρωματίνης. Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, συγκεκριμένες περιοχές του τόπου Globin γίνονται περισσότερο ή λιγότερο προσιτές σε παράγοντες μεταγραφής, ανάλογα με το αναπτυξιακό στάδιο. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω τροποποιήσεων όπως η ακετυλίωση ιστόνης, η οποία καθιστά το DNA πιο προσιτό ή μεθυλίωση, η οποία μπορεί να σιωπήσει τα γονίδια.
3. Ενισχυτές και περιοχή ελέγχου τόπου (LCR):
* Οι ενισχυτές είναι στοιχεία DNA που μπορούν να δεσμεύσουν τους παράγοντες μεταγραφής και να ενισχύσουν την έκφραση γονιδίων. Το σύμπλεγμα γονιδίων Globin ρυθμίζεται από την περιοχή ελέγχου A (LCR) , ένας ισχυρός ενισχυτής που αλληλεπιδρά με διάφορα γονίδια σφαιρίνης κατά τη διάρκεια διαφορετικών αναπτυξιακών σταδίων. Το LCR "ανοίγει" τον τόπο και επιτρέπει την κατάλληλη έκφραση των γονιδίων σφαιρίνης.
4. Εναλλακτική ματίσματος:
* Η εναλλακτική μαξιλάρια μπορεί να παράγει διαφορετικές ισομορφές πρωτεϊνών από το ίδιο γονίδιο Για παράδειγμα, το γονίδιο γ-σφαιρίνης μπορεί να συναρμολογηθεί με δύο διαφορετικούς τρόπους, δημιουργώντας γg και γΑ ισομορφές. Η έκφραση αυτών των ισομορφών αλλάζει κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης.
5. Επιγενετικές τροποποιήσεις:
* Οι επιγενετικές τροποποιήσεις, όπως η μεθυλίωση του DNA και οι τροποποιήσεις ιστόνης, διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση της έκφρασης του γονιδίου σφαιρίνης. Αυτές οι τροποποιήσεις καθορίζονται και διατηρούνται κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και συμβάλλουν στη σίγαση ή την ενεργοποίηση συγκεκριμένων γονιδίων σφαιρίνης.
Συνοπτικά, η έκφραση διαφορετικών γονιδίων σφαιρίνης σε όλη την ανθρώπινη ανάπτυξη είναι μια στενά ελεγχόμενη διαδικασία που επηρεάζεται από μια σύνθετη αλληλεπίδραση παραγόντων μεταγραφής, προσβασιμότητα χρωματίνης, ενισχυτές, εναλλακτική ματίσματος και επιγενετικές τροποποιήσεις. Αυτό το περίπλοκο σύστημα εξασφαλίζει την παραγωγή των κατάλληλων ισομορφών αιμοσφαιρίνης για κάθε στάδιο ανάπτυξης.
