Back to chapter

10.10:

مثبطات النسخ فى حقيقية النواة

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Eukaryotic Transcription Inhibitors

Languages

Share

مثبطات النسخ تكون قادرة على تعطيل نسخ الجين وهي تتمتع بنطاق مميز يربط التسلسل المنظم على دى إن أيه والنطاق الآخر الذى يثبط النسخ. هذه البروتينات قادرة على منع النسخ من خلال آليات متنوعة. أبسط هذه الطرق هو منع المنشط من الإرتباط بالتسلسل التنظيمي سيز الخاص به من خلال واحدة من العديد من الآليات المختلفة.في بعض الحالات،المثبط يتحد بشكل تنافسي مع تسلسل منظم التسلسل التنظيمي،وبالتالي منع الربط بالمنشط. وفي حالات أخرى،يرتبط المثبط بموقع قريبا من موقع ربط المنشط،والنطاق المثبط الخاص به يتفاعل مع المنشط لمنعه من الربط بالتسلسل التنظيمي. كما يمكن أن يرتبط المثبط بشكل تنافسى إلى مواقع الربط الخاصة بعوامل النسخ العام الموجودة على دى إن أيه ويقوم بمنع تجميع آليات النسخ.المثبطات يمكنها أن ترتبط ايضا بالتسلسلات المنظمة سيز المثبطة الخاصة بها مانعة بذلك بدء النسخ حتى في وجود منشط في المنطقة التنظيمية. واحد من أكثر الآليات الشائعة المستخدمه بواسطة مثبطات النسخ تكون إستخدام نطاقه المثبط لتوظيف البروتينات المعروفة ب المثبطات المساعدة. المثبطات المساعدة غالبًا ما يكون لديها أنشطة إنزيمية يمكنها أن تمنع النسخ.العديد من المثبطات المساعدة تعمل كمادة هيستون دي أسيتيلاز،هيستون ميثيل ترانسفيراز،وغير ذلك من مٌعيدى تصميم الكروماتين ينتج عن هذه التعديلات التعبئة المحكمة فى دى إن أيه في النيكلوسوم وتقيد وصول عوامل النسخ والبوليميراز إلى مواقعهم التنظيمية وبالتالي تمنع النسخ.

10.10:

مثبطات النسخ فى حقيقية النواة

بعض العمليات الكيميائية الحيوية، مثل التطور الجنيني وتنظيم نمو الخلايا، تعتمد على تثبيط جينات معينة. & # 160 ؛ البروتينات الرابطة للحمض النووي المعروفة باسم مثبطات النسخ حقيقية النواة تنظم قمع التعبير الجيني في حقيقيات النوى. وجود هذه المثبطات في الموقع والوقت المطلوبين في الخلية بسبب وجود هرمونات وإشارات إضافية من الخلايا الأخرى.

عادةً ما تحتوي مثبطات النسخ حقيقية النواة على موقعين مختلفين، موقع ربط الحمض النووي DNA وموقع المثبّط. يمكن أن ترتبط مواقع المثبط لمثبطات النسخ ببروتينات أخرى، مثل منظمات النسخ القاعدية، والمنشطات، والمنشطات المشتركة، والمثبطات المساعدة. & # 160 ؛ يمكن تصنيف مواقع التثبيط بشكل عمومي على أساس الأحماض الأمينية المكونة لها، مثل المواقع الغنية بالألانين والمواقع الغنية بالجلوتامين والمواقع الغنية بالبرولين. يمكن أيضاً تصنيفها على أنها مواقع حمضية أو أساسية، وكمحبة للماء أو كارهة للماء. غالباً ما تكون هذه المواقع قابلة للتبديل ويمكن أن ترتبط مواقع المثبّط المختلفة بنفس موقع ربط الحمض النووي DNA.

يمكن لمثبطات النسخ في حقيقيات النوى أن تؤدي وظيفتها من خلال ثلاث آليات رئيسية & # 8211 ؛ تثبيط ارتباط الحمض النووي DNA، ومنع التنشيط ، وإسكات الجينات. & # 160 ؛

يمنع تثبيط ارتباط الحمض النووي DNA إما المنشط من الارتباط بموقع المحفز أو المحسن، أو يمكن أن يمنع مجمع بدء النسخ من ربط موقع بدء النسخ أو صندوق TATA. يمكن أن يحدث هذا إما من خلال ارتباط المثبط بالموقع التنظيمي أو موقع البدء أو من خلال ارتباط الموقع المثبط بالمنشطات أو المنشطات المشتركة أو البروتينات المشاركة في آلية النسخ. & # 160 ؛ على سبيل المثال في البشر، يرتبط مثبط النسخ NF-E بصندوق CCAAT الخاص بجين الجنين & # 947 ؛ -جلوبين ويمنع ارتباط المنشط CP1.

منع التنشيط يمنع الإشارة من منشط النسخ المرتبط بالمحفز. أو المحسن من الوصول إلى موقع بدء النسخ. يمكن أن يحدث هذا عندما يرتبط المانع بموقع مجاور للمُحفِّز أو المُحسِّن ، كما هو الحال في تنظيم c-myc حيث يرتبط المانع myc-PRF بجوار المُحفز. يمكن أن يحدث أيضاً من خلال المانع المرتبط بمنشط مرتبط بالحمض النووي DNA. & # 160 ؛ يحدث هذا النوع من التثبيط عندما يرتبط المثبط GAL80 في الخميرة بالمنشط GAL4 عندما يكون مرتبطًا بالمُحفِّز.

يحدث إسكات الجينات عندما يقوم المثبط إما بإغلاق أو تشويش معقد بدء النسخ عن طريق الارتباط في وقت واحد بأحد البروتينات التي تشكل الآلية وبموقع على الحمض النووي DNA بالقرب من موقع بدء النسخ، وبالتالي تثبيت آلية النسخ. على سبيل المثال، في الخمائر، يقوم المثبّط & # 945 ؛ -2 & # 160 ؛ بتعطيل الجينات الخاصة بنوع الارتباط من خلال الارتباط كثنائي بمنشط GRM وتسلسل الحمض النووي DNA المتاخم لموقع ربط GRM.

Suggested Reading

  1. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Section 10.7, Molecular Mechanisms of Eukaryotic Transcriptional Control. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21677/
  2. Hanna-Rose, W., & Hansen, U. (1996). Active repression mechanisms of eukaryotic transcription repressors. Trends in Genetics, 12(6), 229–234. doi:10.1016/0168-9525(96)10022-6
  3. Renkawitz, R. (1990). Transcriptional repression in eukaryotes. Trends in Genetics, 6, 192–196. doi:10.1016/0168-9525(90)90176-7