Активация генов

I. СОДЕРЖАНИЕАктивация геновОпределения и основные понятия

Переход определенных генов из состояния молчания в состояние экспрессии, черезЗапустить транскрипциюРеализация преобразования генетической информации в функциональные молекулы (RNA / белки). К числу его ключевых характеристик относятся:

1. пространственно - временная специфичность:: Запуск при определенных типах клеток, стадиях развития или сигналах окружающей среды.

2. каскадное регулирование:: каскадная реакция, основанная на факторах передачи сигнала - транскрипции - DNA - элементах.

3. Динамическое равновесие:: Поддержание функциональной стабильности клеток вместе с генетическим молчанием.

Основные ценности:: Стимулируют дифференциацию развития (например, раннюю активацию генома эмбриона), адаптацию к окружающей среде (например, индуцированный низким содержанием фосфора одноногий путь кинета) и возникновение заболеваний (например, аномальная активация раковых генов).

Молекулярный механизм: путь активации от ДНК к белкам

(i) Транскрипция запускаемых основных компонентов

(ii) Центральная роль активационных факторов (activators)

1. Комбинированный режимА.

• Факторы транскрипции идентифицируют определенные последовательности (например, инициирующие / усилители) через области связывания ДНК (например, цинковый палец, спираль - кольцо - спираль).
  

2. Активировать механизмА.

• Модель вербовки (Recruitment Model):: Активатор непосредственно связывается с транскрипционными машинами (например, TFIID, РНК - полимераза II) для ускорения сборки комплекса.

• Реконструкция хроматина:: Гистонацетилтрансфераза (HATS) модифицирует хроматин и декомпилирует структуру нуклеотидов.

3. СинергизмА.

• Многофакторные комбинации образуют « усилители» (Enhanceosome), обеспечивающие интеграцию сигналов (например, интерфероны требуют взаимодействия восьми факторов).

Рисунок: Активатор соединяет ДНК с транскрипционным комплексом(На основе FIG.13.5)

Последовательность ДНК → комбинация факторов активации → вербовка универсального фактора транскрипции → сборка РНК - полимеразы → транскрипция

(3) Активное регулирование на эпигенетическом уровне

1. Деметилирование ДНКА.

• ТЭТ - фермент катализирует 5mC → 5hmC для снятия транскрипционной супрессии (например, Oct4 в эмбриональном развитии).

2. модификация гистонаА.

• Маркеры активации: H3K4me3, H3K27ac обогащены инициирующими / усилителями.
  

• Подавление стирания маркеров: гистон - деметилирующий фермент (например, KDM4) удаляет молчаливые маркеры, такие как H3K9me3.

3. Изменение конфигурации хроматинаА.

• Амплион - инициатор физически приближается через хроматиновое кольцо (Looping), активируя гены (например, созвездие бета - бисексина).

III. Передача сигналов иАктивация геновСвязь

(1) Путь от внеклеточного сигнала к внутренней реакции ядра

1. Классический путьА.
   Составы (например, гормоны) → мембранные рецепторы (например, казеналкиназа) → каскад эндокиназы (MAPK / PI3K) → фосфорилирование транскрипционных факторов → включение генов - мишеней для ядерной активации.

• Пример:: Амплификация гена рака HER2 / neu приводит к непрерывной активации рецепторов, приводящей к размножению рака молочной железы.

2. Путь ядерного рецептораА.
   Жирорастворимые сигналы (например, стероидные гормоны) → связывание ядерных рецепторов → прямое регулирование транскрипции ДНК.

(ii) Модель реагирования на экологический стресс

1. Низкий уровень фосфораА.

• Сигнал фосфорного голодания → Активация синтетического гена одноногого золотого эфира (SL) → накопление гормонов SL → индуцирование экспрессии белка транзитера аллогена → изменение корневой структуры риса.

2. Симбиотический сигналА.

• Грибы корневой системы орхидеи выделяют фактор CSG → активируют кальциевые колебательные сигналы → индуцируют симбиотические связанные гены (например, RAM1) → способствуют обмену питательными веществами.

IV. Физиологическое и патологическое значение

(i) Краеугольный камень программирования развития

1. Активация эмбрионального генома (EGA)А.

• Тишина зиготного гена → разложение материнского фактора → зиготыГенетическая жизнь j(Требуется модификация хроматина + синтез новых факторов транскрипции).

• Ключевые события:: Клеточный период мыши 2 запускает основную EGA, неправильная активация приводит к неудачному вставанию в постель.

(ii) Аномальная активация при возникновении заболевания