조절 유전자

Regulator gene
유전자 조절 경로

조절 유전자, 조절 유전자 또는 조절 유전자는 하나 이상의 다른 유전자의 발현을 조절하는 데 관여하는 유전자이다.조절 유전자를 코드하는 조절 배열은 종종 조절하는 유전자의 전사의 시작 지점까지 5개의 최상위(5')에 있습니다.또, 이러한 배열은, 전사 개시 부위의 3개의 선단(3')에서도 찾을 수 있다.두 경우 모두 조절 배열이 조절하는 유전자(5') 이전이든(3') 이후든 종종 전사가 시작되는 부위로부터 수 킬로베이스 떨어져 있다.조절유전자는 마이크로RNA를 코드하는 유전자의 경우와 같이 단백질을 코드할 수도 있고 RNA 수준에서 동작할 수도 있다.조절 유전자의 예는 조작자의 활동을 억제하는 억제 단백질(억제 단백질과 결합하여 RNA 중합효소[1]통해 RNA가 단백질로 변환되는 것을 억제하는 유전자)을 코드하는 유전자이다.

원핵생물에서 조절 유전자는 종종 억제 단백질을 코드화한다.억제 단백질은 RNA 중합효소가 RNA를 전사하는 것을 방지하면서 운영자 또는 촉진제에 결합합니다.그것들은 보통 지속적으로 발현되기 때문에 세포는 항상 [2]억제제 분자의 공급을 가지고 있다.유도제는 RNA 중합효소가 전사를 계속할 수 있도록 하면서 억제제 단백질이 모양을 바꾸거나 DNA와 결합할 수 없게 만든다.조절기 유전자는 오퍼론 내부, 오퍼론 근처 또는 [3]오퍼론으로부터 멀리 떨어져 있을 수 있습니다.

다른 조절 유전자들은 활성화 단백질을 코드화한다.활성제는 DNA 분자의 부위에 결합하고, 주변 유전자의 전사를 증가시킨다.원핵생물에서 잘 알려진 활성제 단백질은 락 오퍼론의 양성 제어에 관여하는 이화물 활성제 단백질(CAP)이다.

진화발달생물학(evo-devo)에서 연구된 유전자 발현 조절에서 활성제와 억제제 모두 중요한 [4]역할을 한다.

조절 유전자는 또한 세포를 둘러싼 환경 조건에 근거하여 양성 또는 음성 조절 인자로 묘사될 수 있다.양성 조절제는 RNA 중합효소가 프로모터 영역에 결합할 수 있도록 하는 조절 요소이며, 따라서 전사가 발생할 수 있습니다.라크 오퍼론의 관점에서 양성 조절기는 라크 유전자의 전사가 시작되는 지점 가까이에서 결합되어야 하는 CRP-cAMP 복합체이다.이 양성 조절기의 결합은 RNA 중합효소가 Lac 유전자의 전사를 촉진하는 Lac 유전자 배열의 촉진제인 Lac Z, Lac Y 및 Lac A와 성공적으로 결합할 수 있도록 합니다.음성 조절제는 RNA 중합효소가 프로모터 영역에 결합하는 것을 방해하여 전사를 억제하는 조절 요소이다.라크 오퍼론의 관점에서 음의 조절기는 RNA 중합효소가 일반적으로 결합하는 부위의 프로모터에 결합하는 라크 억제제이다.래크 억제제의 RNA 중합효소 결합 부위에 대한 결합은 래크 유전자의 전사를 억제한다.코어프레서가 락 억제기에 결합되어야만 결합 부위가 RNA 중합효소가 락 [5][6][7]유전자의 전사를 수행할 수 있다.

유전자 조절 요소

프로모터는 유전자의 시작 부분에 상주하며, 전사인 기계가 조립되어 전사가 시작되는 장소 역할을 한다.Enhancer는 특정 장소, 시간 및 수준에서 프로모터를 활성화하며 단순히 "프로모터의 프로모터"로 정의할 수 있습니다.소음기는 특정 시점과 위치에서 유전자 발현을 억제하는 것으로 생각됩니다.경계 요소라고도 불리는 절연체는 하나의 유전자의 조절 요소가 인접한 유전자에 영향을 미치는 것을 막는 시스 조절 경계를 만드는 DNA 배열이다.일반적인 교의는 이러한 조절 요소들이 전사인자, 특정 DNA 배열에 결합하는 단백질, 그리고 mRNA 전사를 제어하는 단백질의 결합에 의해 활성화된다는 것입니다.하나의 규제 요소를 활성화하기 위해 하나의 규제 요소에 결합해야 하는 여러 전사 요인이 있을 수 있습니다.또한, 전사 보조 인자라고 불리는 몇몇 다른 단백질들은 [8][9]전사를 제어하기 위해 전사 인자 자체에 결합합니다.

네거티브 레귤레이터

네거티브 레귤레이터는, 문자 변환이나 번역을 막는 역할을 합니다.cFLIP와 같은 예는 암과 같은 병리학적 장애를 초래하는 세포사멸 메커니즘을 억제하고, 따라서 약물 내성에 중요한 역할을 한다.그러한 행위자들의 회피는 암 [10]치료의 도전이다.암세포사 음성조절제로는 cFLIP, Bcl2 패밀리, Survivin, HSP, IAP, NF-δB, Akt, mTORFADD[10]있다.

검출

조절 유전자를 검출하기 위한 몇 가지 다른 기술이 있지만, 그 중 다른 것보다 더 자주 사용되는 몇 가지 기술이 있다.이 선택된 몇 가지 중 하나는 ChIP-chip이라고 불립니다.ChIP-칩은 두 가지 구성 요소 시스템 응답 조절기에서 전사 인자에 대한 게놈 결합 부위를 결정하기 위해 사용되는 생체 내 기술이다.시험관내 마이크로어레이 베이스 어세이(DAP-chip)를 사용하여 2개의 컴포넌트 신호 전달 시스템의 유전자 표적 및 기능을 결정할 수 있습니다.이 분석은 [11][12]반응 조절제가 인산아세틸과 같은 작은 분자 공여체를 사용하여 체외에서 인산화 및 활성화될 수 있다는 사실을 이용한다.

계통발자국

계통발자국복수의 배열배열을 이용하여 규제요소 등 보존된 배열의 위치를 결정하는 기술이다.다중 배열 정렬과 함께, 계통 발생학적 풋프린팅은 보존된 배열과 비 보존된 배열의 통계적 속도를 필요로 한다.다중 시퀀스 정렬과 통계 속도로 제공되는 정보를 사용하여 관심 [13][14]직교 영역에서 가장 잘 보존된 모티브를 식별할 수 있다.

레퍼런스

  1. ^ "Regulatory gene - Biology-Online Dictionary". www.biology-online.org. Retrieved 2016-02-06.
  2. ^ Campbell Biology—Concepts and Connections 7th Edition. Pearson Education. 2009. pp. 210–211.
  3. ^ Mayer, Gene. "BACTERIOLOGY - CHAPTER NINE GENETIC REGULATORY MECHANISMS". Microbiology and Immunology Online. University of South Carolina School of Medicine. Retrieved 30 December 2012.
  4. ^ Suzuki, David (2005). Introduction to Genetic Analysis. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4939-4.
  5. ^ Casadaban, Malcolm J. (1976-07-05). "Regulation of the regulatory gene for the arabinose pathway, araC". Journal of Molecular Biology. 104 (3): 557–566. doi:10.1016/0022-2836(76)90120-0. PMID 781294.
  6. ^ Wong, Oi Kwan; Guthold, Martin; Erie, Dorothy A; Gelles, Jeff (2008). "Interconvertible Lac Repressor–DNA Loops Revealed by Single-Molecule Experiments". PLOS Biology. 6 (9): e232. doi:10.1371/journal.pbio.0060232. PMC 2553838. PMID 18828671.
  7. ^ Jiang, Xiaofeng; Pan, Hui; Nabhan, Joseph F.; Krishnan, Ramaswamy; Koziol-White, Cynthia; Panettieri, Reynold A.; Lu, Quan (2012-05-01). "A novel EST-derived RNAi screen reveals a critical role for farnesyl diphosphate synthase in β2-adrenergic receptor internalization and down-regulation". The FASEB Journal. 26 (5): 1995–2007. doi:10.1096/fj.11-193870. ISSN 0892-6638. PMC 3336790. PMID 22278941.
  8. ^ Khan, Arshad H.; Lin, Andy; Smith, Desmond J. (2012-09-24). "Discovery and Characterization of Human Exonic Transcriptional Regulatory Elements". PLOS ONE. 7 (9): e46098. Bibcode:2012PLoSO...746098K. doi:10.1371/journal.pone.0046098. ISSN 1932-6203. PMC 3454335. PMID 23029400.
  9. ^ Ahituv, Nadav (2012). Ahituv, Nadav (ed.). Gene Regulatory Elements. Gene Regulatory Sequences and Human Disease (2012). doi:10.1007/978-1-4614-1683-8. ISBN 978-1-4614-1682-1. S2CID 40483427.
  10. ^ a b Razaghi, Ali; Heimann, Kirsten; Schaeffer, Patrick M.; Gibson, Spencer B. (2018-01-10). "Negative regulators of cell death pathways in cancer: perspective on biomarkers and targeted therapies". Apoptosis. 23 (2): 93–112. doi:10.1007/s10495-018-1440-4. ISSN 1360-8185. PMID 29322476. S2CID 3424489.
  11. ^ Kogelman, Lisette J A; Cirera, Susanna; Zhernakova, Daria V; Fredholm, Merete; Franke, Lude; Kadarmideen, Haja N (2014-09-30). "Identification of co-expression gene networks, regulatory genes and pathways for obesity based on adipose tissue RNA Sequencing in a porcine model". BMC Medical Genomics. 7: 57. doi:10.1186/1755-8794-7-57. ISSN 1755-8794. PMC 4183073. PMID 25270054.
  12. ^ Rajeev, Lara; Luning, Eric G.; Mukhopadhyay, Aindrila (2014). "DNA-affinity-purified Chip (DAP-chip) Method to Determine Gene Targets for Bacterial Two component Regulatory Systems Protocol". Journal of Visualized Experiments (89): e51715. doi:10.3791/51715. PMC 4233932. PMID 25079303. Retrieved 2016-04-08.
  13. ^ Satija, Rahul; Novák, Ádám; Miklós, István; Lyngsø, Rune; Hein, Jotun (2009-08-28). "BigFoot: Bayesian alignment and phylogenetic footprinting with MCMC". BMC Evolutionary Biology. 9: 217. doi:10.1186/1471-2148-9-217. ISSN 1471-2148. PMC 2744684. PMID 19715598.
  14. ^ Blanchette, Mathieu; Tompa, Martin (2002-05-01). "Discovery of Regulatory Elements by a Computational Method for Phylogenetic Footprinting". Genome Research. 12 (5): 739–748. doi:10.1101/gr.6902. ISSN 1088-9051. PMC 186562. PMID 11997340.

외부 링크