10.11
Controllo genetico combinatorio
L'espressione della maggior parte dei geni è regolata da più di un fattore di trascrizione, con molti geni attivati o disattivati usando diverse combinazioni di proteine. Questo controllo genico di combinazione, permette agli eucarioti di controllare con precisione la trascrizione. Il controllo genico combinatorio può regolare sia se un gene è trascritto, così come la sua efficienza trascrizionale.
Considerate tre fattori di trascrizione, A, B, e C, che influenzano la trascrizione di un gene X.Se A è assente, il gene X non sarà trascritto. Se C è assente, il gene X non sarà trascritto. e se B è assente, l'efficienza trascrizionale diminuirà.
Pertanto, la combinazione di tutti e tre i regolatori è necessaria per alti livelli di trascrizione del gene X.Un regolatore trascrizionale può partecipare alla regolazione di geni multipli. A insieme a B e C ha causato la trascrizione del gene X, ma A insieme ad un'altro fattore di trascrizione, D, può stimolare la trascrizione di un gene diverso, Y.00:01:12.010 00:01:14.680 Questo permette ad alcuni fattori di trascrizione di regolare un gran numero di geni. I fattori di trascrizione sono classificati in diverse famiglie e possono funzionare sinergicamente, con altre proteine della stessa famiglia o con quelle di diverse famiglie.
Ad esempio, fattori di trascrizione appartenenti alla famiglia dei Pou, regolano i geni con una varietà di funzioni, che vanno dal servizio di pulizia alla differenziazione cellulare. Tuttavia, ci sono poche proteine in questa famiglia con solo 15 in esseri umani. La loro capacità di svolgere diverse funzioni dipende quindi, dal loro coordinamento con altri fattori di trascrizione di diverse famiglie.
Il controllo genico combinatorio è necessario per la riprogrammazione, di in vitro, di cellule differenziate. L'espressione dei fattori di trascrizione Ott-4, Sox-2, klf-4, e c-Myc nelle cellule somatiche possono innescare la conversione alle cellule staminali. La riprogrammazione non avviene in assenza delle prime tre proteine, e l'assenza di c-Myc ne comporta una bassa efficienza di riprogrammazione.
Il controllo combinatorio di tutti e quattro i fattori è necessario per la formazione di cellule staminali pluripotenti indotte.
Il controllo genetico combinatorio è l'azione sinergica di diversi fattori trascrizionali per regolare l'espressione di un singolo gene. L'assenza di uno o più di questi fattori può portare a una differenza significativa nel livello di espressione o repressione genica.
L'espressione di più di 30.000 geni è controllata da circa 2000-3000 fattori di trascrizione. Ciò è possibile perché un singolo fattore di trascrizione può riconoscere più di una sequenza regolatoria. La specificità nell'espressione genica avviene attraverso queste proteine, che lavorano tra loro in varie combinazioni per regolare l'espressione di geni diversi.
Il controllo genetico combinatorio avviene attraverso diversi meccanismi. Nel lievito sono stati descritti tre diversi meccanismi. Nel sistema di attivazione dell'attesa, tutti i fattori di trascrizione necessari per regolare l'espressione di un gene si legano al DNA e attivano la trascrizione solo quando ricevono un segnale. Ad esempio, i fattori di trascrizione che regolano i geni necessari nella fase G1 tardiva del ciclo cellulare si legano al sito regolatore dei loro geni bersaglio nella fase G1 iniziale. Tuttavia, inducono la trascrizione solo quando una ciclina-proteina chinasi viene attivata nella fase tardiva G1.
Nel controllo combinatorio in fase congiunta, i fattori di trascrizione richiesti principalmente per una particolare fase del ciclo cellulare rimangono attaccati alla sequenza regolatoria durante tutto il ciclo cellulare e partecipano in modo cooperativo alla regolazione dei geni durante le altre fasi. Ad esempio, SBF e Fkh2 sono due fattori di trascrizione principalmente coinvolti nella regolazione dei geni che devono essere espressi rispettivamente nelle fasi G1 e G2. Tuttavia, alcuni geni essenziali, che devono essere espressi nella fase S, sono regolati anche dall'azione combinata di SBF e Fkh2.
La combinazione del processo congiunto prevede l'uso di un singolo fattore di trascrizione, aiutato da diverse combinazioni di altri fattori di trascrizione, per la regolazione di diversi processi cellulari. Ad esempio, i fattori di trascrizione che regolano l'espressione dei geni necessari nella fase G1 del ciclo cellulare, partecipano anche alla regolazione dei geni necessari per il processo di accoppiamento, in associazione con un diverso insieme di regolatori.
L'espressione della maggior parte dei geni è regolata da più di un fattore di trascrizione, con molti geni attivati o disattivati usando diverse combinazioni di proteine. Questo controllo genico di combinazione, permette agli eucarioti di controllare con precisione la trascrizione. Il controllo genico combinatorio può regolare sia se un gene è trascritto, così come la sua efficienza trascrizionale.
Considerate tre fattori di trascrizione, A, B, e C, che influenzano la trascrizione di un gene X.Se A è assente, il gene X non sarà trascritto. Se C è assente, il gene X non sarà trascritto. e se B è assente, l'efficienza trascrizionale diminuirà.
Pertanto, la combinazione di tutti e tre i regolatori è necessaria per alti livelli di trascrizione del gene X.Un regolatore trascrizionale può partecipare alla regolazione di geni multipli. A insieme a B e C ha causato la trascrizione del gene X, ma A insieme ad un'altro fattore di trascrizione, D, può stimolare la trascrizione di un gene diverso, Y.00:01:12.010 00:01:14.680 Questo permette ad alcuni fattori di trascrizione di regolare un gran numero di geni. I fattori di trascrizione sono classificati in diverse famiglie e possono funzionare sinergicamente, con altre proteine della stessa famiglia o con quelle di diverse famiglie.
Ad esempio, fattori di trascrizione appartenenti alla famiglia dei Pou, regolano i geni con una varietà di funzioni, che vanno dal servizio di pulizia alla differenziazione cellulare. Tuttavia, ci sono poche proteine in questa famiglia con solo 15 in esseri umani. La loro capacità di svolgere diverse funzioni dipende quindi, dal loro coordinamento con altri fattori di trascrizione di diverse famiglie.
Il controllo genico combinatorio è necessario per la riprogrammazione, di in vitro, di cellule differenziate. L'espressione dei fattori di trascrizione Ott-4, Sox-2, klf-4, e c-Myc nelle cellule somatiche possono innescare la conversione alle cellule staminali. La riprogrammazione non avviene in assenza delle prime tre proteine, e l'assenza di c-Myc ne comporta una bassa efficienza di riprogrammazione.
Il controllo combinatorio di tutti e quattro i fattori è necessario per la formazione di cellule staminali pluripotenti indotte.
From Chapter 10:
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10.11 : Controllo genetico combinatorio
L' Espressione Genica
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10.1 : Espressione genica specifica per cellula
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10.2 : La regolazione dell'espressione avviene in più passaggi
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10.3 : Sequenze Cis-regolatorie
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10.4 : Legame cooperativo dei regolatori della trascrizione
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10.5 : Attivatori e repressori trascrizionali procariotici
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10.6 : Operoni
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10.7 : La regione promotrice eucariotica
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10.8 : Co-attivatori e Co-repressori
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10.9 : Attivatori della trascrizione eucariotica
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10.10 : Inibitori della trascrizione eucariotica
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10.12 : Induced Pluripotent Stem Cells
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10.13 : Regolatori principali della trascrizione
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10.14 : Regolazione epigenetica
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10.15 : Imprinting genomico ed ereditarietà
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