Strona główna > biologia, nauka > Niedokończona transkrypcja

Niedokończona transkrypcja

Ekspresja genów jest regulowana na wielu poziomach. Bardzo istotna jest regulacja transkrypcji – czyli przepisywania informacji z DNA na RNA. Kontrolowane są także dalsze etapy. Ważną rolę w regulowaniu poziomu białka w komórce może odgrywać czas półtrwania kodującego je mRNA, wydajność translacji czy kontrolowana degradacja białka. O wszystkich tych procesach wiemy już całkiem sporo. Ostatnie badania wykazują jednak, że nawet regulacja startu transkrypcji kryje jeszcze sporo niespodzianek. Wstępne wyniki projektu ENCODE przyniosły między innymi informację, że transkrybowana jest znacznie większa część genomu, niż dotąd sądzono, także sekwencje, które wydają się nie pełnić żadnej funkcji. Może to oznaczać, że jakieś funkcje jednak mają, ale równie dobrze może się okazać, że są to „szumy” wynikające z niedokładnej regulacji transkrypcji.

W Cell opublikowano właśnie pracę (Guenther i in. 2007 (pdf), której autorzy badają modyfikacje histonów i start transkrypcji. Histony to białka, na które nawinięte jest DNA. Rozpoczynanie i kontynuacja transkrypcji związane są z chemicznymi modyfikacjami histonów znajdujących się na obszarze promotora i sekwencji ulegających transkrypcji. Naukowcy zbadali histony w embrionalnych komórkach macierzystych i odkryli, że modyfikacje związane ze startem transkrypcji występują na histonach związanych z 75% genów kodujących białka. Inne badania wykazały, że w tych komórkach aktywna jest mniej, niż połowa genów – tylko ich transkrypty zaobserwowano. Zatem także na promotorach genów nieaktywnych (takich, których transkryptów nie obserwuje się w komórce) można znaleźć histony związane ze startem transkrypcji.

Naukowcy postanowili zatem sprawdzić, czy obecność tych zmodyfikowanych histonów jest skorelowana ze startem transkrypcji, czy też nie. Okazało się, że enzym przeprowadzający transkrypcję – polimeraza RNA II – znajdował się na promotorach genów, które mogły pochwalić się obecnością zmodyfikowanego histonu, niezależnie od tego, czy były to geny aktywne, czy też nieaktywne (choć na tych ostatnich polimerazy było mniej). Jednak dalsze badania wykazały, że tylko na obszarze aktywnych genów można znaleźć histony zmodyfikowane w sposób związany z elongacją transkrypcji. Podobnie polimeraza prowadząca elongację znajdowała się tylko na obszarze genów aktywnych. Zatem wygląda na to, że transkrypcja rozpoczyna się także z nieaktywnych promotorów, ale nie jest kontynuowana. Badacze sprawdzili również, czy w komórkach znajdowały się transkrypty genów nieaktywnych, i choć mRNA o pełnej długości niemal nie znaleźli, okazało się, że komórka jest pełna początkowych fragmentów transkryptów z tych genów.

Naukowcy sprawdzili też, czy taka niedokończona transkrypcja jest charakterystyczna dla komórek embrionalnych, które są jeszcze niezróżnicowane, czy też występuje także w zróżnicowanych komórkach takich, jak limfocyty czy hepatocyty. Również tam odkryli, że na obszarze promotorów nieaktywnych genów znajdują się histony związane z inicjacją transkrypcji oraz polimeraza RNA II. W różnych liniach komórkowych zestaw nieaktywnych genów, które zaczynały, ale nie kończyły transkrypcji, jest nieco inny. Niektóre kodują białka specyficzne dla danego typu komórek, między innymi białka, których poziom w danej linii komórkowej gwałtownie wzrasta pod wpływem różnych czynników. W tych przypadkach można uznać, że są one w stałej gotowości do rozpoczęcia produkcji swojego białka. Jednak inne nie zaliczają się do tych grup.

Naukowcy uznali więc, że geny kodujące białka można podzielić na trzy grupy. Pierwsza to geny aktywne, które są przystrojone histonami z modyfikacjami związanymi i z inicjacją, i z elongacją transkrypcji. Druga grupa to geny, których transkrypcja się rozpoczyna, ale nie dochodzi do końca. Do niej należy większość genów regulujących rozwój komórki. Należy się spodziewać, że regulacja ekspresji kodowanych przez nie białek odbywa się w znacznym stopniu na poziomie elongacji transkrypcji lub później, przez hamowanie produkcji lub akumulacji dojrzałych transkryptów w komórce. Mechanizmy takiej regulacji mogą obejmować zatrzymywanie transkrypcji, „fałszywy start” (abortive transcription) czy mało wydajną pracę polimerazy, kiedy np. nie towarzyszą jej dodatkowe białka, a także procesy degradacji mRNA, które uniemożliwiają akumulację gotowych transkryptów. Trzecia grupa obejmuje geny, gdzie nie zachodzi nawet inicjacja transkrypcji, zatem tu najważniejsze mechanizmy regulacji ich ekspresji to te, które regulują inicjację transkrypcji.

Kategorie:biologia, nauka Tags:
  1. Lipiec 16, 2007 o 9:13 pm

    Cześć,

    Mam wrażenie że się szablon posypał na Twoim blogu. Sprawdziłem pod Firefoksem i pod Operą, w obydwu przeglądarkach dzieją się dziwne rzeczy, np. kalendarz po lewej się rozleciał.

    BTW, świetny blog, regularnie czytam. Pozdrowienia!
    Maciek

  2. Lipiec 17, 2007 o 8:31 am

    Ja nie widzę nic dziwnego. Może to było chwilowe, wordpress czasem ma takie odpały. Czy dalej masz kłopoty?
    Dzięki za pochwałę

  3. Lipiec 17, 2007 o 3:50 pm

    @Migg
    U mnie teraz też jest wszystko OK, więc może to chwilowe problemy wordpressa.
    BTW widzieliście kiedyś taki komunikat błędu?😉

  4. Lipiec 17, 2007 o 3:51 pm

    Teraz jest OK.

  1. Listopad 10, 2007 o 3:45 pm

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: