Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Гендердің экспрессиясын бақылауға қатысатын ген
Gene involved in controlling expression of other genes
Генетикада реттеуші ген, реттеуші немесе регуляторлық ген – бір немесе бірнеше басқа гендердің экспрессиясын бақылауға қатысатын ген. Регуляторлық гендерді кодтайтын регуляторлық тізбектер көбінесе олар реттейтін геннің транскрипциясының басталу орнына бес негіздік ұшында (5') орналасады. Сонымен қатар, бұл тізбектерді транскрипцияның басталу орнына дейінгі үш негіздік ұшында (3') табуға болады. Екі жағдайда да, реттеуші тізбек (5') немесе (3') реттейтін геннің алдында немесе артында орналасқан болса да, тізбек транскрипция басталатын жерден көптеген килобазалар қашықтықта болады. Регуляторлық ген ақуызды кодтай алады немесе микроРНК кодтайтын гендердегідей, РНК деңгейінде жұмыс істей алады. Регуляторлық геннің мысалы – оператордың белсенділігін тежейтін репрессорлық ақуызды кодтайтын ген (репрессорлық ақуыздарды байланыстыратын ген, осылайша РНК-ның РНК полимераза арқылы белокқа аударылуын тежейтін). Прокариоттарда реттеуші гендер көбінесе репрессорлық ақуыздарды кодтайды. Репрессорлық ақуыздар операторларға немесе промоторларға байланады, РНК полимеразаның РНК-ны транскрипциялауына кедергі жасайды. Олар әдетте үнемі экспрессияланады, сондықтан жасушада әрқашан репрессорлық молекулалар жеткілікті болады. Индукторлар репрессорлық ақуыздардың пішінін өзгертуге немесе ДНК-ға байлану қабілетін жоғалтуға себеп болады, бұл РНК полимеразаның транскрипцияны жалғастыруына мүмкіндік береді. Регуляторлық гендер оперонның ішінде, оған жақын немесе одан алыс орналасуы мүмкін. Басқа реттеуші гендер активатор ақуыздарын кодтайды. Активатор ДНҚ молекуласындағы белгілі бір орынға байланады және жақын маңдағы геннің транскрипциясын арттырады. Прокариоттарда катаболитті активаторлық ақуыз (CAP) лак оперонының оң бақылауына қатысатын жақсы белгілі активаторлық ақуыз болып табылады. Эволюциялық даму биологиясында (эво дево) зерттелетін ген экспрессиясын реттеуде активаторлар мен репрессорлар маңызды рөл атқарады. Регуляторлық гендерді жасушаны қоршаған ортаның жағдайына байланысты оң немесе теріс регуляторлар деп те сипаттауға болады. Оң регуляторлар – РНК полимеразаның промотор аймағына байлануына мүмкіндік беретін, осылайша транскрипцияның басталуын қамтамасыз ететін регуляторлық элементтер. Лак опероны бойынша оң регулятор – лак гендерінің транскрипциясы басталатын жерге жақын орналасуы тиіс CRP-cAMP кешені. Бұл оң регулятордың байланысуы РНК полимеразаның лак гендер тізбегінің промоторына табысты байланысуына мүмкіндік береді, бұл лак гендерінің транскрипциясын алға жылжытады: лак Z, лак Y және лак A. Теріс регуляторлар – РНК полимеразаның промотор аймағына байлануына кедергі келтіретін, осылайша транскрипцияны басатын регуляторлық элементтер. Лак опероны бойынша теріс регулятор – РНК полимеразаның әдетте байланысатын жерінде промотормен байланысатын лак репрессоры. Лак репрессордың РНК полимеразаның байланысу орнына байланысуы лак гендерінің транскрипциясын тежейді. Тек индуктор лак репрессорымен байланысқанда ғана байланысу орны РНК полимеразаның лак гендерінің транскрипциясын жүргізуі үшін бос болады.
In genetics, a regulator gene, regulator, or regulatory gene is a gene involved in controlling the expression of one or more other genes. Regulatory sequences, which encode regulatory genes, are often at the five prime end (5') to the start site of transcription of the gene they regulate. In addition, these sequences can also be found at the three prime end (3') to the transcription start site. In both cases, whether the regulatory sequence occurs before (5') or after (3') the gene it regulates, the sequence is often many kilobases away from the transcription start site. A regulator gene may encode a protein, or it may work at the level of RNA, as in the case of genes encoding microRNAs. An example of a regulator gene is a gene that codes for a repressor protein that inhibits the activity of an operator (a gene which binds repressor proteins thus inhibiting the translation of RNA to protein via RNA polymerase). In prokaryotes, regulator genes often code for repressor proteins. Repressor proteins bind to operators or promoters, preventing RNA polymerase from transcribing RNA. They are usually constantly expressed so the cell always has a supply of repressor molecules on hand. Inducers cause repressor proteins to change shape or otherwise become unable to bind DNA, allowing RNA polymerase to continue transcription. Regulator genes can be located within an operon, adjacent to it, or far away from it. Other regulatory genes code for activator proteins. An activator binds to a site on the DNA molecule and causes an increase in transcription of a nearby gene. In prokaryotes, a well known activator protein is the catabolite activator protein (CAP), involved in positive control of the lac operon. In the regulation of gene expression, studied in evolutionary developmental biology (evo devo), both activators and repressors play important roles. Regulatory genes can also be described as positive or negative regulators, based on the environmental conditions that surround the cell. Positive regulators are regulatory elements that permit RNA polymerase binding to the promoter region, thus allowing transcription to occur. In terms of the lac operon, the positive regulator would be the CRP cAMP complex that must be bound close to the site of the start of transcription of the lac genes. The binding of this positive regulator allows RNA polymerase to bind successfully to the promoter of the lac gene sequence which advances the transcription of lac genes; lac Z, lac Y, and lac A. Negative regulators are regulatory elements which obstruct the binding of RNA polymerase to the promoter region, thus repressing transcription. In terms of the lac operon, the negative regulator would be the lac repressor which binds to the promoter in the same site that RNA polymerase normally binds. The binding of the lac repressor to RNA polymerase's binding site inhibits the transcription of the lac genes. Only when an inducer is bound to the lac repressor will the binding site be free for RNA polymerase to carry out transcription of the lac genes.
Гендік реттеу элементтері
Промоторлар геннің басында орналасқан және транскрипция механизмі жинақталып, геннің транскрипциясы басталатын орын қызметін атқарады. Күшейткіштер промоторларды белгілі бір жерлерде, уақыттарда және деңгейлерде қосады және оларды «промотордың промоторлары» деп қарастыруға болады. Басушылар белгілі бір уақыттарда және жерлерде гендік экспрессияны тоқтатуға қабілетті деп саналады. Инсуляторлар, сондай-ақ шекаралық элементтер деп те аталады, бұл ДНК тізбектері, олар цис-реттеуші шекараларды құрап, бір геннің реттеуші элементтерінің жақын орналасқан гендерге әсер етуіне кедергі жасайды. Басты қағида – осы реттеуші элементтер транскрипция факторларының байланысы арқылы белсендіріледі, транскрипция факторлары – бұл белгілі бір ДНК тізбектеріне байланысатын және мРНҚ транскрипциясын басқаратын ақуыздар. Бір реттеуші элементті белсендіру үшін бірнеше транскрипция факторларының байланысуы қажет болуы мүмкін. Сонымен қатар, транскрипция кофакторлары деп аталатын басқа да ақуыздар транскрипцияны басқару үшін транскрипция факторларына байланысады.
Promoters reside at the beginning of the gene and serve as the site where the transcription machinery assembles and transcription of the gene begins. Enhancers turn on the promoters at specific locations, times, and levels and can be simply defined as the “promoters of the promoter.” Silencers are thought to turn off gene expression at specific time points and locations. Insulators, also called boundary elements, are DNA sequences that create cis regulatory boundaries that prevent the regulatory elements of one gene from affecting neighboring genes. The general dogma is that these regulatory elements get activated by the binding of transcription factors, proteins that bind to specific DNA sequences, and control mRNA transcription. There could be several transcription factors that need to bind to one regulatory element in order to activate it. In addition, several other proteins, called transcription cofactors, bind to the transcription factors themselves to control transcription.
Теріс реттеушілер
Теріс реттеушілер транскрипцияны немесе аударманы тоқтатуға бағытталған. Мысалы, cFLIP қатерлі ісік сияқты патологиялық ауруларға алып келетін жасуша өлімі механизмдерін басады, осылайша дәріге қарсы тұруда маңызды рөл атқарады. Мұндай факторларды жеңу қатерлі ісікке қарсы емдеуде үлкен қиындық тудырады. Қатерлі ісіктегі жасуша өлімін теріс реттейтін факторларға cFLIP, Bcl2 отбасы, Survivin, HSP, IAP, NF κB, Akt, mTOR және FADD кіреді.
Negative regulators act to prevent transcription or translation. Examples such as cFLIP suppress cell death mechanisms leading to pathological disorders like cancer, and thus play a crucial role in drug resistance. Circumvention of such actors is a challenge in cancer therapy. Negative regulators of cell death in cancer include cFLIP, Bcl2 family, Survivin, HSP, IAP, NF κB, Akt, mTOR, and FADD.
Филогенетикалық із
Филогенетикалық іздеу – бұл реттеуші элементтер сияқты сақталған тізбектердің орналасқан жерлерін анықтау үшін көптеген тізбектерді салыстыруды қолданатын әдіс. Көптеген тізбектерді салыстырумен қатар, филогенетикалық іздеуге сақталған және сақталмаған тізбектердің статистикалық көрсеткіштері де қажет. Көптеген тізбектерді салыстыру және статистикалық көрсеткіштерден алынған ақпаратты пайдаланып, қызығушылық тудыратын ортологтық аймақтардағы ең жақсы сақталған мотивтерді анықтауға болады.
Phylogenetic footprinting is a technique that utilizes multiple sequence alignments to determine locations of conserved sequences such as regulatory elements. Along with multiple sequence alignments, phylogenetic footprinting also requires statistical rates of conserved and non conserved sequences. Using the information provided by multiple sequence alignments and statistical rates, one can identify the best conserved motifs in the orthologous regions of interest.