Chapter 10: Gene Expression

Back to chapter

10.13:

منظمات النسخ الرئيسية

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

Master Transcription Regulators

Previous Video
10.12: Induced Pluripotent Stem Cells

Next Video
10.14: Epigenetic Regulation

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

كثير من العمليات الخلوية المعقدة يتم التحكم بها بواسطة قليل من عوامل النسخ العوامل المعروفة باسم منظمات النسخ الرئيسية. هذه المنظمات الرئيسية تحفّز أو تمنع نسخ مجموعات من الجينات،مثل تلك المطلوبة للتمايز الخلوي. هذه البروتينات المهمة ممكن أن تعمل بشكل مباشر أو بشكل غير مباشر لتنظيم التعبير الجيني.منظمات النسخ الرئيسية قد ترتبط مباشرة بالتسلسلات التنظيمية-سيز لتحكم نسخ عدة جينات مشتركة فى إستجابات خلوية ذات الصلة. ميو دى(MyoD)هو منظم نسخى رئيسي مطلوب لتمايز خلايا العضلات. وهو يرتبط بالتسلسلات التنظيمية سيز لمئات الجينات الداخلة في تطور العضلات،المتضمنة السلسلة الثقيلة ميوسين،بروتين حركى موجود فى العضلات, وديسمين, خيط وسطى مخصص للعضلات.00:01:02.800 00:01:06.940 منظمات النسخ الرئيسية يمكنها أيضا أن تعمل بشكل غير مباشر من خلال الربط بالتسلسلات التنظيمية سيز التي تحكم إنتاج عوامل نسخ أخرى. يرتبط ميو دى بالتسلسلات التنظيمية التي تحُث على التعبير عن عوامل نسخ أخرى،مثل معامل المعزز 2 المخصص للخلية العضلية،الذى ينظم جينات إضافية لازمة لتطور وإصلاح الأنسجة العضلية. المنظمات الرئيسية غالبًا ما تعمل معًا لتحفيز تمايز الخلايا.المنظمات الرئيسية أوكت 4 و سوكس2 تعمل معًا لتنظيم تعبير زد إف بى 206 عامل النسخ هذا يجب التعبير عنه بشكل كبير في الخلايا الجذعية الجنينية فى الفئران والبشر لتحفز تمايز الخلايا. وبالمثل،بى بى أيه آر جاما و سي\إيه بى بى الفا تحفز تطور الأديبوسايت أو الخلية الدهنية بواسطة الربط بالمواقع التنظيمية سيز لبروتينات مخصصة للخلايا الدهنية. بالإضافة إلى ذلك،بى بى أيه آر جاما و سي\إيه بى بى الفا كل يرتبط ب موقع نسخ تنظيمى للآخر،مخلقا حلقة إيجابية لزيادة النسخ أثناء التمايز بشكل أكبر.

10.13:

منظمات النسخ الرئيسية

منظمات النسخ الرئيسية عبارة عن بروتينات تنظيمية مسؤولة بشكل أساسي عن تنظيم التعبير عن جينات متعددة. وغالبًا ما تعمل هذه الجينات بشكل جماعي لدفع عملية معقدة. ويمكن أن يؤدي تنشيط منظم النسخ الرئيسي إلى سلسلة من النسخ التنشيط الضروري لهذه النتيجة.يمكن لهذه المنظمين الارتباط مباشرة بالتسلسل التنظيمي للجينات المختلفة المعنية ، أو يمكنهم تنظيم النسخ بشكل غير مباشر من خلال الارتباط بالتسلسلات التنظيمية لمنظمات النسخ الإضافية والحث على إنتاجها. التعبير عن نمط ظاهري معين في الكائن الحي غالبًا ما يكون تحت سيطرة واحد أو اثنين من منظمي النسخ الرئيسيين. إن أهمية هذه المنظمات في عمل الكائنات الحية والتعبير عن الأنماط الظاهرية المريضة تجعلها أهدافًا مثالية لبحوث تطوير الأدوية.

MEF2C هو منظم نسخ رئيسي مسؤول في الغالب عن تطور سرطان الثدي. إنه ينتمي إلى عائلة Mef2 من منشطات النسخ المسؤولة عن تمايز الخلايا وتطورها. هناك العديد من السمات المميزة لـ MEF2C التي توضح وظيفتها كمنظم نسخ رئيسي. & # 160 ؛ يتكون من مجالين لربط الحمض النووي & # 8211 ؛ Mef2 و MADS-box. يُعرف مجال Mef2 بوظيفة ربط الحمض النووي ذات التقارب العالي ووظيفة ديميرزيشن. يحتوي MEF2C أيضًا على مواقع ربط لـ TEAD1 ، وهو منظم مشارك مسؤول عن تحسين النسخ ؛ MAPK7 ، عامل نسخ ينظم تكاثر الخلايا وتمايزها ؛ EP300 ، عامل نسخ يشارك في تنظيم نمو الخلايا وانقسامها ؛ والعديد من أسيتيل هيستون ، مثل HDAC4 و HDAC7 و HDAC9.

أظهر التحليل التجريبي أن MEF2C يمكن أن ينظم بشكل مباشر العديد من الجينات المسؤولة عن النمط الظاهري للسرطان. & # 160 ؛ ويمكنه أيضًا تنظيم النمط الظاهري بشكل غير مباشر عن طريق تنشيط عوامل النسخ الأخرى: 1896 جينًا و 2156 تفاعلًا تنظيميًا بالترتيب الثاني و 5852 جينًا و 18801 تفاعلات بالترتيب الثالث.

Suggested Reading

Hernández-Lemus, E., Baca-López, K., & Tovar, H. (2015). What makes a transcriptional master regulator? A systems biology approach. Frontiers in Pharmacology, 9, 697.
Chan, S. S., & Kyba, M. (2013). What is a Master Regulator?. Journal of stem cell research & therapy, 3, 114.
Hernández-Lemus, E., Baca-López, K., Lemus, R., & García-Herrera, R. (2015). The role of master regulators in gene regulatory networks. arXiv preprint arXiv:1511.09367.

Tags

Master Transcription Regulators Transcription Factors Gene Expression Cell Differentiation Cis-regulatory Sequences MyoD Muscle Cell Differentiation Muscle Development Myosin Heavy Chain Desmin Indirect Regulation Myocyte-specific Enhancer Factor 2 Oct4 Sox2 Zfp206 Embryonic Stem Cells