ДНК промоторы және ген экспрессиясын реттеу

Кіріспе

Транскрипцияны ынталандыратын ДНК аймағы

Генетикада промотор – ДНК-ның тізбегі, оған протеиндер қосылып, промотордың төменгі жағындағы ДНК-дан бір РНК транскриптінің транскрипциясын бастайды. РНК транскрипті ақуызды (мРНК) кодтай алады немесе тРНК немесе рРНК сияқты өздігінен функция атқара алады. Промоторлар гендердің транскрипция басталатын орындарының жанында, ДНК-ның жоғары жағында (сезімдік жіптің 5' аймағына қарай) орналасқан. Промоторлардың ұзындығы 100–1000 негіз жұпқа дейін болуы мүмкін, олардың тізбегі генге және транскрипция өнімдеріне, сайтқа тартылған РНК полимеразаның түріне немесе класына және организм түріне байланысты. Промоторлар бактериялар мен эукариоттарда гендік экспрессияны басқарады. РНК полимераза транскрипция үшін геннің жанындағы ДНК-ға қосылуы керек. Промотор ДНК тізбектері ферментті байланыстыру орнын қамтамасыз етеді. 10 тізбегі – TATAAT. 35 тізбегі орташа есеппен сақталады, бірақ көптеген промоторларда сақталмайды. 10 және 35 элементтері сақталған жасанды промоторлар баяу транскрипцияланады. Барлық ДНК-да "бір-біріне жақын орналасқан промоторлар" болады. Дивергентті, тандемді және конвергентті бағдарлар мүмкін. Екі жақын орналасқан промоторлар бір-біріне кедергі келтіруі мүмкін. Реттеуші элементтер ген промоторларында (күшейткіштерде) транскрипциялық бастау орнынан бірнеше килобаза қашықтықта болуы мүмкін. Эукариоттарда транскрипциялық кешен ДНК-ны бүгіп, реттеуші тізбектерді транскрипция орнынан алысқа орналастыруға мүмкіндік береді. Дистальді промотор геннің жоғары жағында орналасқан және ондағы әсері әлсіз қосымша реттеуші элементтер болуы мүмкін. Транскрипция бастау орнының промоторына байланысқан РНК полимераза II (РНКП II) мРНК синтезін бастауы мүмкін. Ол сондай-ақ әдетте CpG аралдарын, TATA қорабын және TFIIB тану элементтерін қамтиды. Гиперметилдену екі генді де төмендетеді, ал деметилдену жоғарылатады. Кодтамайтын РНК-лар мРНК промотор аймақтарымен байланысты. Субгеномдық промоторлар 24-тен 100 нуклеотидке дейін жетеді (Бейт некротикалық сары тамыр вирусы). Гендік экспрессия промотордың байланысына байланысты. Қажетсіз гендік өзгерістер жасушаның қатерлі ісікке шалдығу қаупін арттырады. МикроРНК промоторларында көбінесе CpG аралдары болады. ДНК метилирлеуі 5' пиримидин сақинасында 5-метилцитозин құрайды. Кейбір қатерлі ісік гендері мутация арқылы өшіріледі, бірақ көбісі ДНК метилирлеу арқылы өшіріледі. Басқалары реттелетін промоторлар. Табиғи іріктеу аз энергияны қажет ететін транскрипциялық байланысты ұнатпауы мүмкін. Промоторлардың немесе транскрипция факторларының өзгеруі кейбір ауруларды тудыруы мүмкін. Промоторды сипаттау үшін канондық тізбекті пайдаланудан түсініспеушіліктер туындауы мүмкін.

In genetics, a promoter is a sequence of DNA to which proteins bind to initiate transcription of a single RNA transcript from the DNA downstream of the promoter. The RNA transcript may encode a protein (mRNA), or can have a function in and of itself, such as tRNA or rRNA. Promoters are located near the transcription start sites of genes, upstream on the DNA (towards the 5' region of the sense strand). Promoters can be about 100–1000 base pairs long, the sequence of which is highly dependent on the gene and product of transcription, type or class of RNA polymerase recruited to the site, and species of organism. Promoters control gene expression in bacteria and eukaryotes. RNA polymerase must attach to DNA near a gene for transcription to occur. Promoter DNA sequences provide an enzyme binding site. The 10 sequence is TATAAT. 35 sequences are conserved on average, but not in most promoters. Artificial promoters with conserved 10 and 35 elements transcribe more slowly. All DNAs have "Closely spaced promoters". Divergent, tandem, and convergent orientations are possible. Two closely spaced promoters will likely interfere. Regulatory elements can be several kilobases away from the transcriptional start site in gene promoters (enhancers). In eukaryotes, the transcriptional complex can bend DNA, allowing regulatory sequences to be placed far from the transcription site. The distal promoter is upstream of the gene and may contain additional regulatory elements with a weaker influence. RNA polymerase II (RNAP II) bound to the transcription start site promoter can start mRNA synthesis. It also typically contains CpG islands, a TATA box, and TFIIB recognition elements. Hypermethylation downregulates both genes, while demethylation upregulates them. Non coding RNAs are linked to mRNA promoter regions. Subgenomic promoters range from 24 to 100 nucleotides (Beet necrotic yellow vein virus). Gene expression depends on promoter binding. Unwanted gene changes can increase a cell's cancer risk. MicroRNA promoters often contain CpG islands. DNA methylation forms 5 methylcytosines at the 5' pyrimidine ring of CpG cytosine residues. Some cancer genes are silenced by mutation, but most are silenced by DNA methylation. Others are regulated promoters. Selection may favor less energetic transcriptional binding. Variations in promoters or transcription factors cause some diseases. Misunderstandings can result from using a canonical sequence to describe a promoter.

Шолу

Транскрипция жүзеге асуы үшін РНК-ны синтездейтін фермент, РНК полимераза деп аталады, ол генге жақын ДНК-ға байланысуы тиіс. Промоторлар РНК полимеразаның сенімді бастапқы байланыс орнын қамтамасыз ететін жауап элементтері сияқты нақты ДНК тізбектерін қамтиды, сондай-ақ РНК полимеразаны тартуға қатысатын транскрипция факторлары деп аталатын ақуыздар үшін де. Бұл транскрипция факторлары белгілі бір активатор немесе репрессор тізбектеріне ие, олар сәйкес нуклеотидтерден тұрады және нақты промоторларға байланысып, ген экспрессиясын реттейді. Бактерияларда промотор РНК полимераза және байланысқан сигма факторымен танылады, олар өз ДНК байланыс орнына жақын жердегі активатор ақуызының байланысуы арқылы көбінесе промотор ДНК-ға жеткізіледі. Эукариоттарда бұл процесс күрделірек, РНК полимераза II-нің промоторға байланысуы үшін кем дегенде жеті түрлі фактор қажет. Промоторлар – басқа реттеуші аймақтармен (күшейткіштер, басушылар, шекаралық элементтер/инсуляторлар) бірлесіп жұмыс істейтін маңызды элементтер, бұл белгілі бір геннің транскрипция деңгейін анықтауға мүмкіндік береді. Промотор клеткадағы реттеуші ақуыздардың мөлшері мен құрылымының өзгеруіне жауап ретінде индукцияланады, бұл транскрипцияны белсендіретін факторлардың РНК полимеразаны тартуына мүмкіндік береді.

Салыстырмалы орналасқан жерін анықтау

Промоторлар әдетте сұраныс бойынша генге тікелей жақын орналасқандықтан, промотордағы позициялар транскрипцияның басталу нүктесіне қатысты белгіленеді, яғни ДНК транскрипциясы белгілі бір ген үшін осы нүктеден басталады (мысалы, жоғары жатқан позициялар теріс сандармен көрсетіледі, 1-ден кері саналып, мысалы -100, басталу нүктесінен 100 базалық жұпқа дейін жоғарыда орналасқан позицияны білдіреді).

Екі бағыттағы (прокариоттық)

Промоторлар ДНК-да өте жақын орналасуы мүмкін. Мұндай "бір-біріне жақын орналасқан промоторлар" адамнан бастап прокариоттарға дейінгі барлық тіршілік формаларының ДНК-сында байқалды және олар жоғары сақталған. Сондықтан, олар кейбір (қазіргі уақытта белгісіз) артықшылықтарды ұсынуы мүмкін. Бұл промоторлар жұптары дивергенттік, тандемдік және конвергенттік бағыттарда орналасуы мүмкін. Олар транскрипция факторларымен де реттелуі мүмкін және нуклеотидтік қашықтық, екі промотордың күші сияқты әртүрлі ерекшеліктерімен ерекшеленеді. Екі жақын орналасқан промотордың ең маңызды ерекшелігі – олар бір-біріне кедергі келтіруі мүмкін. Бірнеше зерттеулер бұл мәселені талдамалық және стохастикалық модельдерді пайдалана отырып қарастырды. Сондай-ақ, синтетикалық гендерде немесе екі бағытты промоторлармен бақыланатын бірнеше гендерде гендік экспрессияны өлшеуге арналған зерттеулер де бар. Соңғы зерттеуде E. coli бактериясында тандемді промоторлармен бақыланатын көптеген гендер өлшенді. Бұл зерттеуде екі негізгі кедергі түрі өлшеніп, модельдендірілді. Бірі – РНҚ полимераза (РНҚП) төменгі ағымдағы промоторда болғанда, жоғары ағымдағы промотордан созылатын РНҚП-ның қозғалысын тоқтатуы. Екіншісі – екі промотордың соншалықты жақын орналасқандығы, РНҚП-ның біреуіне байланысуы екінші промоторға басқа РНҚП-ның жете алмайтынын қамтамасыз етеді. Бұл құбылыстар РНҚП-ның ДНК-ға байланысқанда, транскрипция басталатын орындарды қоса алғанда, бірнеше нуклеотидтерді алып тұруының нәтижесінде мүмкін болады. Ұқсас құбылыстар промоторлар дивергенттік және конвергенттік құрылымдарда да орын алады. Мүмкін болатын құбылыстар олардың арасындағы қашықтыққа да байланысты.

сүтқоректілерді ынталандырушылар

сүтқоректілерде транскрипцияны реттеу. Белсенді күшейткіш реттеуші аймақ хромосомалық цикл құрылу арқылы өзінің мақсатты генінің промоторлық аймағымен өзара әрекеттесуге мүмкіндік алады. Бұл РНК полимераза II (РНКП II) арқылы геннің транскрипция басталу орнындағы промоторға байланған мессенджер РНК (мРНК) синтезін бастауы мүмкін. Цикл бір архитектуралық белокпен нығайтылады, ол күшейткішке, ал екіншісі промоторға бекітіледі, және бұл белоктар димер (қызыл зигзагтар) құру үшін қосылады. Нақты реттегіш транскрипция факторлары күшейткіштегі ДНК тізбек мотивтеріне байланады. Жалпы транскрипция факторлары промоторға байланады. Транскрипция факторы сигналмен белсендірілгенде (мұнда фосфорилдану көрсетілген, күшейткіштегі транскрипция факторындағы кішкентай қызыл жұлдыз арқылы белгіленген), күшейткіш белсендіріледі және енді өзінің мақсатты промоторын белсендіре алады. Белсенді күшейткіш ДНК-ның әр тармағында қарама-қарсы бағытта RNAP II арқылы транскрипцияланады. Медиатор (коактиватор) (өзара әрекеттесетін құрылымдағы шамамен 26 ақуыздан тұратын кешен) ДНК-ға байланған транскрипция факторларының реттеу сигналдарын промоторға жеткізеді. Сүтқоректілерде гендердің жоғары реттелген экспрессиясы сигналдар гендермен байланысты промоторларға жіберілгенде басталады. Промотордың ДНК тізбектері CpG аралдары (промоторлардың шамамен 70% -ында кездеседі), TATA қорабы (промоторлардың шамамен 24% -ында кездеседі), инициатор (Inr) (промоторлардың шамамен 49% -ында кездеседі), TFIIB тану элементтері (BREu және BREd) (промоторлардың шамамен 22% -ында кездеседі) және негізгі промотор элементі (DPE) (промоторлардың шамамен 12% -ында кездеседі) сияқты әртүрлі элементтерді қамтуы мүмкін. Промоторлардың CpG аралдарындағы көптеген метилделген CpG сайттарының болуы гендердің тұрақты түрде үнсіздігіне әкеледі. Алайда, басқа элементтердің болуы немесе болмауы эксперименттердегі ген экспрессиясына салыстырмалы түрде аз әсер етеді. Екі тізбек, TATA қорабы және Inr, экспрессияның шағын, бірақ маңызды ұлғаюына себеп болды (тиісінше 45% және 28% - ға дейін). BREu және BREd элементтері экспрессияны тиісінше 35% және 20% - ға төмендетті, ал DPE элементі экспрессияға әсер етпеді. Бұл цис-реттеу модульдері күшейткіштер, үнсіздегіштер, оқшаулағыштар және байланыстыру элементтерін қамтиды. Бұл элементтердің арасында күшейткіштер және олармен байланысты транскрипция факторлары ген экспрессиясын реттеуде жетекші рөл атқарады. Күшейткіштер – геномның гендік экспрессияны реттейтін маңызды элементтері болып табылатын аймақтары. Күшейткіштер жасуша түріне тән гендік экспрессия бағдарламаларын бақылайды, көбінесе олардың мақсатты гендерінің промоторларымен физикалық жақындыққа жету үшін ұзақ қашықтықтарды жүзеге асырады. Ми қабығының нейрондарын зерттеуде 24 937 цикл табылды, олар күшейткіштерді промоторларға жеткізеді. Бірнеше жасушалық функцияға тән транскрипция факторлары (адам жасушасында шамамен 1600 транскрипция факторы бар) әдетте күшейткіштегі нақты мотивтерге байланады, ал осы күшейткішке байланған транскрипция факторларының шағын комбинациясы, ДНК цикл арқылы промоторға жақындағанда, мақсатты геннің транскрипция деңгейін анықтайды. Медиатор (коактиватор) (әдетте өзара әрекеттесетін құрылымдағы 26 ақуыздан тұратын кешен) ДНК-ға байланған транскрипция факторларынан реттеу сигналдарын тікелей РНК полимераза II (pol II) ферментіне, промоторға байланған күйінде жеткізеді. Күшейткіштер белсенді болғанда, әдетте, екі ДНК талшығынан екі түрлі бағытта РНК полимеразалармен транскрипцияланады, нәтижесінде суретте көрсетілгендей екі eRNA пайда болады. Белсенді емес күшейткіш белсенді емес транскрипция факторымен байланысуы мүмкін. Транскрипция факторының фосфорилдануы оны белсендіре алады, ал белсендірілген транскрипция факторы оған бекітілген күшейткішті белсендіре алады (суретте күшейткішке бекітілген транскрипция факторының фосфорилдануын көрсететін кішкентай қызыл жұлдызды қараңыз). Белсенділендірілген күшейткіш өзінің РНК-сының транскрипциясын бастайды, содан кейін промоторды белсендіре отырып, оның мақсатты генінен мессенджер РНК-ның транскрипциясын бастайды.

thumb|left|500px| Regulation of transcription in mammals. An active enhancer regulatory region is enabled to interact with the promoter region of its target gene by formation of a chromosome loop. This can initiate messenger RNA (mRNA) synthesis by RNA polymerase II (RNAP II) bound to the promoter at the transcription start site of the gene. The loop is stabilized by one architectural protein anchored to the enhancer and one anchored to the promoter and these proteins are joined to form a dimer (red zigzags). Specific regulatory transcription factors bind to DNA sequence motifs on the enhancer. General transcription factors bind to the promoter. When a transcription factor is activated by a signal (here indicated as phosphorylation shown by a small red star on a transcription factor on the enhancer) the enhancer is activated and can now activate its target promoter. The active enhancer is transcribed on each strand of DNA in opposite directions by bound RNAP IIs. Mediator (coactivator) (a complex consisting of about 26 proteins in an interacting structure) communicates regulatory signals from the enhancer DNA bound transcription factors to the promoter. Up regulated expression of genes in mammals is initiated when signals are transmitted to the promoters associated with the genes. Promoter DNA sequences may include different elements such as CpG islands (present in about 70% of promoters), a TATA box (present in about 24% of promoters), initiator (Inr) (present in about 49% of promoters), upstream and downstream TFIIB recognition elements (BREu and BREd) (present in about 22% of promoters), and downstream core promoter element (DPE) (present in about 12% of promoters). The presence of multiple methylated CpG sites in CpG islands of promoters causes stable silencing of genes. However, the presence or absence of the other elements have relatively small effects on gene expression in experiments. Two sequences, the TATA box and Inr, caused small but significant increases in expression (45% and 28% increases, respectively). The BREu and the BREd elements significantly decreased expression by 35% and 20%, respectively, and the DPE element had no detected effect on expression. These cis regulatory modules include enhancers, silencers, insulators and tethering elements. Among this constellation of elements, enhancers and their associated transcription factors have a leading role in the regulation of gene expression. Enhancers are regions of the genome that are major gene regulatory elements. Enhancers control cell type specific gene expression programs, most often by looping through long distances to come in physical proximity with the promoters of their target genes. In a study of brain cortical neurons, 24,937 loops were found, bringing enhancers to promoters. Several cell function specific transcription factors (there are about 1,600 transcription factors in a human cell) generally bind to specific motifs on an enhancer and a small combination of these enhancer bound transcription factors, when brought close to a promoter by a DNA loop, govern the level of transcription of the target gene. Mediator (coactivator) (a complex usually consisting of about 26 proteins in an interacting structure) communicates regulatory signals from enhancer DNA bound transcription factors directly to the RNA polymerase II (pol II) enzyme bound to the promoter. Enhancers, when active, are generally transcribed from both strands of DNA with RNA polymerases acting in two different directions, producing two eRNAs as illustrated in the Figure. An inactive enhancer may be bound by an inactive transcription factor. Phosphorylation of the transcription factor may activate it and that activated transcription factor may then activate the enhancer to which it is bound (see small red star representing phosphorylation of transcription factor bound to enhancer in the illustration). An activated enhancer begins transcription of its RNA before activating a promoter to initiate transcription of messenger RNA from its target gene.

Екі бағыттағы (сүтқоректілер)

Екі бағытты промоторлар – екі бағытты ген жұбындағы гендердің 5'-ұштары арасындағы қысқа (<1 кбп) интергендік ДНК аймақтары. "Екі бағытты ген жұбы" – екі жақты гендердің қарама-қарсы тізбектерде кодталған, олардың 5' ұштары бір-біріне бағытталған. Екі ген көбінесе функционалды түрде байланысты, ал олардың ортақ промотор аймағының модификациясы оларды бірлесіп реттеуге және осылайша бірлесіп экспрессиялануға мүмкіндік береді. Екі бағытты промоторлар сүтқоректілердің геномдарының кең таралған ерекшелігі болып табылады. Адам гендерінің шамамен 11%-ы екі бағытты жұптасқан. Микроаррейлік талдау екі бағытты жұптасқан гендердің кездейсоқ гендерге немесе жақын орналасқан бір бағытты гендерге қарағанда жоғары деңгейде коэкспрессияланатынын көрсетті. Дегенмен, бұған ерекшеліктер де бар. Кейбір жағдайларда (шамамен 11%), екі бағытты жұптың тек бір ғана гені экспрессияланады. Гендердің кейбір функционалдық топтары басқаларына қарағанда екі бағытты жұптасуға бейім. ДНК жөндеуге қатысқан гендер бір бағытты промоторларға қарағанда екі бағытты промоторлармен реттелуі бес есе ықтимал. Шаперонды ақуыздар үш есе жиі, ал митохондриялық гендер екі есе көп кездеседі. Көптеген негізгі үй шаруашылығы және жасушалық метаболизм гендері екі бағытты промоторлармен реттеледі. CCAAT жәшіктері жиі кездеседі, өйткені олар TATA жәшіктері жоқ көптеген промоторларда да болады. Сонымен қатар, NRF 1, GABPA, YY1 және ACTACAnnTCCC мотивтері екі бағытты промоторларда бір бағытты промоторларға қарағанда едәуір жоғары деңгейде кездеседі. Екі бағытты промоторларда TATA жәшіктерінің болмауы TATA жәшіктерінің промоторлардың бағыттылығын анықтауда рөл атқаратынын көрсетеді, бірақ екі бағытты промоторларда TATA жәшіктерінің болуы және оларсыз бір бағытты промоторлардың болуы олар жалғыз фактор емес екенін көрсетеді. "Екі бағытты промотор" термині мРНК кодтайтын гендердің промотор аймақтарына қатысты болғанымен, люциферазалық талдаулар адам гендерінің жартысынан астамы күшті бағытты бейімділікке ие емес екенін көрсетті. Зерттеулер кодтамайтын РНК-лардың мРНК кодтайтын гендердің промотор аймақтарымен жиі байланысты екенін көрсетеді. РНК полимераза II-нің тартылуы және басталуы әдетте екі бағытты басталады, бірақ дивергентті транскрипция созылу кезінде кейінірек бақылау пунктесінде тоқтатылады. Бұл реттеудің ықтимал механизмдеріне промотор аймағындағы тізбектер, хроматин модификациясы және ДНК-ның кеңістіктік бағыты жатады.

Bidirectional promoters are short (<1 kbp) intergenic regions of DNA between the 5' ends of the genes in a bidirectional gene pair. A “bidirectional gene pair” refers to two adjacent genes coded on opposite strands, with their 5' ends oriented toward one another. The two genes are often functionally related, and modification of their shared promoter region allows them to be co regulated and thus co expressed. Bidirectional promoters are a common feature of mammalian genomes. About 11% of human genes are bidirectionally paired. Microarray analysis has shown bidirectionally paired genes to be co expressed to a higher degree than random genes or neighboring unidirectional genes. There are exceptions to this, however. In some cases (about 11%), only one gene of a bidirectional pair is expressed. Some functional classes of genes are more likely to be bidirectionally paired than others. Genes implicated in DNA repair are five times more likely to be regulated by bidirectional promoters than by unidirectional promoters. Chaperone proteins are three times more likely, and mitochondrial genes are more than twice as likely. Many basic housekeeping and cellular metabolic genes are regulated by bidirectional promoters. CCAAT boxes are common, as they are in many promoters that lack TATA boxes. In addition, the motifs NRF 1, GABPA, YY1, and ACTACAnnTCCC are represented in bidirectional promoters at significantly higher rates than in unidirectional promoters. The absence of TATA boxes in bidirectional promoters suggests that TATA boxes play a role in determining the directionality of promoters, but counterexamples of bidirectional promoters do possess TATA boxes and unidirectional promoters without them indicates that they cannot be the only factor. Although the term "bidirectional promoter" refers specifically to promoter regions of mRNA encoding genes, luciferase assays have shown that over half of human genes do not have a strong directional bias. Research suggests that non coding RNAs are frequently associated with the promoter regions of mRNA encoding genes. It has been hypothesized that the recruitment and initiation of RNA polymerase II usually begins bidirectionally, but divergent transcription is halted at a checkpoint later during elongation. Possible mechanisms behind this regulation include sequences in the promoter region, chromatin modification, and the spatial orientation of the DNA.

Анықтау

Геномдық тізбектегі промоторларды анықтауды жеңілдету үшін көптеген алгоритмдер әзірленді, ал промоторды болжау көптеген гендік болжау әдістерінің құрамдас бөлігі болып табылады. Промотор аймағы 35 және 10 консенсус тізбектерінің алдында орналасқан. Промотор аймағы консенсус тізбектеріне неғұрлым жақын болса, сол геннің транскрипциясы оғайынша жиі жүреді. Консенсус тізбектері сияқты промотор аймақтары үшін белгілі бір үлгі жоқ.

Эволюциялық өзгерістер

[[Файл:Промоторлық үлестірулер арасындағы суперпозиция.png|thumb|Homo sapiens, Drosophila melanogaster, Oryza sativa және Arabidopsis thaliana түрлерінен алынған промоторлық үлестірулердің суперпозициясы. Қызыл түсті аймақтар сақталған промоторлық тізбектерді көрсетеді.]]

Міндетті

Транскрипцияның басталуы – бірнеше механизмдерді қамтитын, көп қадамды ретті процесс: промотордың анықталуы, РНК полимеразаның алғашқы қайтымды байланысуы, РНК полимеразаның конформациялық өзгерістері, ДНК-ның конформациялық өзгерістері, нуклеозид трифосфатының (NTP) функционалды РНК полимераза-промотор кешеніне байланысуы, сондай-ақ РНК синтезінің нәтижесіз және нәтижелі басталуы. Промоторды анықтау процесі холоферменттің ДНК-мен және сигма факторының ДНК-мен өзара әрекеттесу құрылымымен байланысты деп саналады.

Абақтырмалы функциямен байланысты аурулар

Көптеген аурулар себептері әртүрлі, яғни бір "ауру" молекулалық деңгейде көптеген түрлі аурулар болып табылады, бірақ симптомдары мен емдеуге жауабы бірдей болуы мүмкін. Әртүрлі молекулалық себептері бар аурулар емдеуге қалай жауап беретіні фармакогеномика ғылымында ішінара қарастырылады. Бұл жерде хромосомалық транслокация нәтижесінде химерлік гендердің пайда болуынан туындаған бұрыс транскрипциялық реттелуді қамтитын көптеген қатерлі ісіктер тізімі келтірілмеген. Маңыздысы, промоторға байланысқан ақуыздардың саны мен құрылымына араласу – бұл мақсатты генмен ортақ элементтері бар басқа гендердің экспрессиясына әсер етпей, ауруды емдеудің маңызды тәсілі. Кейбір гендердің өзгеруі қалаған нәтиже бермейді және олар жасушаның қатерлі ісікке айналу әлеуетіне әсер етуі мүмкін.

Промотордағы CpG аралдары

Адамдарда геннің транскрипция басталу орнына жақын орналасқан промоторлардың шамамен 70% -ы (проксимальді промоторлар) CpG аралдарын қамтиды. CpG аралдары әдетте 200-ден 2000-ға дейінгі негіз жұптарынан тұрады, C:G негіз жұптарының құрамы 50% -дан жоғары болады, және ДНК-ның цитозин нуклеотидінің гуанин нуклеотидімен тікелей қатарынан келетін аймақтарын қамтиды, бұл олардың 5' → 3' бағытындағы негіздердің тізбегінде жиі кездеседі. Дистальді промоторларда да жиі CpG аралдары кездеседі, мысалы, ДНҚ жөндеу гені ERCC1-нің промоторында, онда CpG аралдарын қамтитын промотор ERCC1 генінің кодтау аймағынан 5400 нуклеотид жоғары орналасқан. CpG аралдары микроРНК сияқты функционалдық кодтамайтын РНК промоторларында да жиі кездеседі.

Құрылтайшы және реттелетін

Кейбір промоторлар конститутивті деп аталады, себебі олар жасушаның барлық жағдайларында активті болады, ал қалғандары реттеледі және жасушада белгілі бір стимулға жауап ретінде ғана активтендіріледі.

Тіндік ерекшеліктері бар промотор

Тіндік ерекше промотор – белгілі бір жасуша түрлерінде ғана активті болатын промотор.

Терминнің қолданылуы

Промоторды атағанда кейбір авторлар шын мәнінде промотор + операторды меңзейді; яғни, лак промоторы IPTG-мен индукцияланады, яғни лак промоторынан өзге лак операторы да бар. Егер лак операторы болмағанда, IPTG индукциялық әсер ете алмас еді. Тағы бір мысал – Tac Promoter жүйесі (Ptac). Tac промотор ретінде жазылғанын назар аударыңыз, бірақ шын мәнінде tac – промотор да, оператор да болып табылады.