Регулом: компоненты и механизмы клеточной регуляции.
Regulome
Регулом: компоненты клеточной регуляции – гены, белки, метаболиты. Влияние транскрипционных факторов и комплексов на экспрессию генов, зависимость от среды.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Регуляторные компоненты живой клетки
Regulatory components of a living cell
Regulome refers to the whole set of regulatory components in a cell. Those components can be regulatory elements, genes, mRNAs, proteins, and metabolites. The description includes the interplay of regulatory effects between these components, and their dependence on variables such as subcellular localization, tissue, developmental stage, and pathological state.
Регулом – это совокупность всех регуляторных компонентов в клетке. Эти компоненты могут включать регуляторные элементы, гены, мРНК, белки и метаболиты. Описание регулома охватывает взаимодействие регуляторных эффектов между этими компонентами, а также их зависимость от таких факторов, как субклеточная локализация, ткань, стадия развития и патологическое состояние.
Regulatory components of a living cell
Regulome refers to the whole set of regulatory components in a cell. Those components can be regulatory elements, genes, mRNAs, proteins, and metabolites. The description includes the interplay of regulatory effects between these components, and their dependence on variables such as subcellular localization, tissue, developmental stage, and pathological state.
Компоненты
Одним из основных участников клеточной регуляции являются факторы транскрипции – белки, регулирующие экспрессию генов. Другие белки, связывающиеся с факторами транскрипции для формирования транскрипционных комплексов, могут модифицировать активность факторов транскрипции, например, блокируя их способность связываться с промотором. Сигнальные пути – это последовательности белков, которые, передавая сигнал от одной части клетки к другой, обеспечивают определенный эффект, например, связывают наличие вещества вне клетки с активацией экспрессии гена.
One of the major players in cellular regulation are transcription factors, proteins that regulate the expression of genes. Other proteins that bind to transcription factors to form transcriptional complexes might modify the activity of transcription factors, for example blocking their capacity to bind to a promoter. Signaling pathways are groups of proteins that produce an effect in a chain that transmit a signal from one part of the cell to another part, for example, linking the presence of substance at the exterior of the cell to the activation of the expression of a gene.
Измерение
Технологии высокой пропускной способности для анализа биологических образцов (например, ДНК-микромассивы, протеомный анализ) позволяют измерять тысячи биологических компонентов, таких как мРНК, белки или метаболиты. Иммунопреципитация хроматина факторов транскрипции может быть использована для определения мест связывания факторов транскрипции в геноме. Эти методы позволяют исследователям изучать влияние определенных веществ и/или условий на клеточный образец на геномном уровне (например, путем добавления лекарственного препарата или подвергая клетки стрессу). Полученная информация позволяет реконструировать части регулома.
High throughput technologies for the analysis of biological samples (for example, DNA microarrays, proteomics analysis) allow the measurement of thousands of biological components such as mRNAs, proteins, or metabolites. Chromatin immunoprecipitation of transcription factors can be used to map transcription factor binding sites in the genome. Such techniques allow researchers to study the effects of particular substances and/or situations on a cellular sample at a genomic level (for example, by addition of a drug, or by placing cells in a situation of stress). The information obtained allows parts of the regulome to be inferred.
Моделирование
Одной из целей системной биологии является моделирование биологических процессов с использованием математики и компьютерного моделирования. Данные, полученные с помощью методов геномного анализа, не всегда легко интерпретировать, главным образом из-за сложности этих данных и их большого объема. Моделирование позволяет обрабатывать данные и проверять гипотезы (например, ген А регулируется белком В), которые затем можно экспериментально подтвердить.
One of the objectives of systems biology is the modeling of biological processes using mathematics and computer simulation. The production of data from techniques of genomic analysis is not always amenable to interpretation mainly due to the complexity of the data and the large number of data points. Modeling can handle the data and allow to test a hypothesis (for example, gene A is regulated by protein B) that can be verified experimentally.
Приложения
Полное понимание регулома позволит исследователям моделировать поведение клеток в полном объеме. Это упростит разработку лекарственных препаратов для терапии, управление дифференцировкой стволовых клеток и прогнозирование течения заболеваний.
The complete knowledge of the regulome will allow researchers to model cell behaviour entirely. This will facilitate the design of drugs for therapy, the control of stem cell differentiation, and the prognosis of disease.