גורמי שעתוק וביטוי גנים

כדי שלגופינו יהיו סוגים שונים של תאים, צריך להיות מנגנון כלשהו לשליטה על הביטוי שלנו גנים. בכמה תאים גנים מסוימים נכבים, ואילו בתאים אחרים הם נמצאים תעתיק ו תורגם לחלבונים. גורמי התמלול הם אחד הכלים הנפוצים ביותר בהם התאים שלנו משתמשים בכדי לשלוט בביטוי גנים.

גורמי שעתוק (TFs) הם מולקולות המעורבות בוויסות ביטוי הגנים. הם בדרך כלל חלבונים, אם כי הם יכולים גם להיות מורכבים מקצרים שאינם מקודדים RNA. בדרך כלל נמצא כי TFs פועלים בקבוצות או קומפלקסיםויוצרים אינטראקציות מרובות המאפשרות שליטה משתנה על שיעורי השעתוק.

אצל אנשים (ואוקריוטים אחרים), הגנים הם בדרך כלל ברירת מחדל "כבוי"מדינה, כך ש- TF משמשים בעיקר להפעלת ביטוי גנים"ב"בחיידקים, ההפך הוא לרוב נכון, וגנים באים לידי ביטוי"באופן מכונן"עד ש- TF הופך את זה"כבוי"TFs פועלים על ידי זיהוי רצפי נוקליאוטידים מסוימים (מוטיבים) לפני או אחרי הגן בכרומוזום (במורד הזרם ובמורד הזרם).

לאיקריוטות יש לרוב אזור מקדם במעלה הזרם מהגן, או אזורים משפרים במעלה או במורד הזרם מהגן, עם מוטיבים ספציפיים מסוימים המוכרים על ידי סוגים שונים של TF. TFs נקשרים, מושכים TFs אחרים ויוצרים קומפלקס שמאפשר בסופו של דבר לקשור על ידי פולימראז RNA, ובכך מתחיל את תהליך השעתוק.

גורמי התמלול הם רק אחד האמצעים שבהם התאים שלנו מבטאים שילובים שונים של גנים, המאפשר התמיינות לסוגים השונים של תאים, רקמות ואיברים המרכיבים את שלנו גופות. מנגנון השליטה הזה חשוב ביותר, במיוחד לאור הממצאים של האדם פרויקט הגנום שיש לנו פחות גנים בגנום שלנו, או בכרומוזומים שלנו, מאשר במקור חשבתי.

משמעות הדבר היא שתאים שונים לא נבעו מביטוי דיפרנציאלי של שונה לחלוטין קבוצות של גנים, אך יש סיכוי גבוה יותר שיש להם רמות משתנות של ביטוי סלקטיבי של אותן קבוצות של גנים.

TFs יכולים לשלוט בביטוי גנים על ידי יצירת "מפל"אפקט, שבו נוכחות של כמויות קטנות של חלבון אחד מעוררת ייצור כמויות גדולות יותר של שנייה, מה שמפעיל ייצור של אפילו גדול יותר כמויות של שליש וכן הלאה. המנגנונים שדרכם נגרמות השפעות משמעותיות על ידי כמויות קטנות של החומר הראשוני או גירוי הם המודלים הבסיסיים להתקדמות הביוטכנולוגית של ימינו פולימר חכם מחקר.

מניפולציה של TFs כדי להפוך את תהליך ההתמיינות התא היא הבסיס לשיטות להפקת תאי גזע מרקמות בוגרים. היכולת לשלוט בביטוי גנים, יחד עם ידע המתקבל מחקר הגנום האנושי והגנומיקה באחרים אורגניזמים, הובילה לתיאוריה שאנחנו יכולים להאריך את חיינו אם רק נשלט על הגנים המווסתים את תהליך ההזדקנות שלנו תאים.