Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Генетический граничный элемент, блокирующий взаимодействие между энхансерами и промоторами; электрический изолятор.
Genetic boundary element that blocks the interaction between enhancers and promoters
electrical insulator
Изолятор – это тип цис-регуляторного элемента, известный как регуляторный элемент дальнего действия. Встречающийся у многоклеточных эукариот и действующий на расстоянии от промоторного элемента целевого гена, изолятор обычно имеет длину от 300 до 2000 пар оснований. Изоляторы содержат кластеры сайтов связывания для белков, специфически связывающихся с ДНК.
An insulator is a type of cis regulatory element known as a long range regulatory element. Found in multicellular eukaryotes and working over distances from the promoter element of the target gene, an insulator is typically 300 bp to 2000 bp in length. Insulators contain clustered binding sites for sequence specific DNA binding proteins
Изоляторы функционируют как блокатор энхансеров или барьер, или и то, и другое. Механизмы, посредством которых изолятор выполняет эти две функции, включают формирование петель и модификации нуклеосом. Существует множество примеров изоляторов, включая изолятор CTCF, изолятор gypsy и β-глобиновый локус. Изолятор CTCF особенно важен у позвоночных, в то время как изолятор gypsy связан с Drosophila. β-глобиновый локус впервые был изучен на курицах, а затем на людях для определения его изоляторной активности, в обоих случаях с использованием CTCF. Генетические последствия изоляторов заключаются в их участии в механизме импринтинга и их способности регулировать транскрипцию. Мутации в изоляторах связаны с раком в результате нарушения регуляции клеточного цикла, опухолеобразования и подавления генов-супрессоров роста.
Insulators function either as an enhancer blocker or a barrier, or both. The mechanisms by which an insulator performs these two functions include loop formation and nucleosome modifications. There are many examples of insulators, including the CTCF insulator, the gypsy insulator, and the β globin locus. The CTCF insulator is especially important in vertebrates, while the gypsy insulator is implicated in Drosophila. The β globin locus was first studied in chicken and then in humans for its insulator activity, both of which utilize CTCF. The genetic implications of insulators lie in their involvement in a mechanism of imprinting and their ability to regulate transcription. Mutations to insulators are linked to cancer as a result of cell cycle disregulation, tumourigenesis, and silencing of growth suppressors.
Функция
Изоляторы выполняют две основные функции: также было обнаружено, что изоляторы скапливаются на границах топологически ассоциирующих доменов (TAD) и могут играть роль в разделении генома на "хромосомные соседства" – геномические области, внутри которых происходит регуляция. Некоторые изоляторы могут выступать как в роли блокировщиков энхансеров, так и в роли барьеров, а другие обладают только одной из этих функций. (модель прямого контакта), в этом случае изолятор предотвращает такое взаимодействие, формируя петлевой домен, который разделяет энхансер и промотор, препятствуя образованию петли энхансер-промотор. При этом они не связаны напрямую с барьерной активностью. Позвоночные, в частности, в значительной степени полагаются на изолятор CTCF, однако было идентифицировано множество различных последовательностей изоляторов.
Insulators have two main functions: Insulators have also been found to cluster at the boundaries of topologically associating domains (TADs) and may have a role in partitioning the genome into "chromosome neighborhoods" genomic regions within which regulation occurs. Some insulators can act as both enhancer blocker and barriers, and some just have one of the two functions. (direct contact model), in which case an insulator prevents this interaction through the formation of a loop domain that separates the enhancer and promoter sites and prevents the promoter enhancer loop from forming. and have no direct connection with barrier activity. Vertebrates in particular appear to rely heavily on the CTCF insulator, however there are many different insulator sequences identified.
Регулирование
Одним из механизмов регуляции CTCF является метилирование его последовательности ДНК. Поскольку белок CTCF лучше связывается с неметилированными участками, метилирование CpG-островов представляет собой точку эпигенетической регуляции. Вторым механизмом регуляции является контроль белков, необходимых для полноценной работы изоляторов CTCF. К этим белкам относятся, помимо прочего, когезин, РНК-полимераза и CP190.
One mechanism of regulating CTCF is via methylation of its DNA sequence. CTCF protein is known to favourably bind to unmethylated sites, so it follows that methylation of CpG islands is a point of epigenetic regulation. A second mechanism of regulation is through regulating proteins that are required for fully functioning CTCF insulators. These proteins include, but are not limited to cohesin, RNA polymerase, and CP190.
циганский изолятор
Изоляторный элемент, обнаруженный в ретротранспозоне gypsy дрозофилы, является одной из нескольких последовательностей, детально изученных на данный момент. Изолятор gypsy расположен в 5'-нетранслируемой области (UTR) ретротранспозонного элемента. Gypsy влияет на экспрессию соседних генов в зависимости от места вставки в новый геномный локус, вызывая мутантные фенотипы, проявляющиеся как в определенных тканях, так и на конкретных стадиях развития. Предполагается, что изолятор оказывает ингибирующее действие на энхансеры, контролирующие пространственную и временную экспрессию затронутого гена.
The insulator element that is found in the gypsy retrotransposon of Drosophila is one of several sequences that have been studied in detail. The gypsy insulator can be found in the 5' untranslated region (UTR) of the retrotransposon element. Gypsy affects the expression of adjacent genes pending insertion into a new genomic location, causing mutant phenotypes that are both tissue specific and present at certain developmental stages. The insulator likely has an inhibitory effect on enhancers that control the spatial and temporal expression of the affected gene.
β-глобинный локус
Первые примеры изоляторов у позвоночных были обнаружены в β-глобиновом локусе курицы, cHS4. cHS4 отмечает границу между активным эвхроматином в β-глобиновом локусе и расположенной выше высококонденсированной и неактивной областью гетерохроматина. Изолятор cHS4 действует как барьер против хроматин-опосредованного подавления посредством распространения гетерохроматина и блокирует взаимодействие между энхансерами и промоторами. Характерной особенностью cHS4 является наличие повторяющейся гетерохроматической области на его 5'-конце.
The first examples of insulators in vertebrates was seen in the chicken β globin locus, cHS4. cHS4 marks the border between the active euchromatin in the β globin locus and the upstream heterochromatin region that is highly condensed and inactive. The cHS4 insulator acts as both a barrier to chromatin mediated silencing via heterochromatin spreading, and blocks interactions between enhancers and promoters. A distinguishing characteristic of cHS4 is that it has a repetitive heterochromatic region on its 5' end.