عوامل النسخ والتعبير الجيني

لكي تمتلك أجسامنا أنواعًا مختلفة من الخلايا ، يجب أن يكون هناك بعض الآلية للتحكم في تعبير خلايانا الجينات. في بعض الخلايا ، يتم إيقاف بعض الجينات ، بينما يتم إيقافها في خلايا أخرى نسخت و ترجم في البروتينات. عوامل النسخ هي واحدة من أكثر الأدوات شيوعًا التي تستخدمها خلايانا للتحكم في التعبير الجيني.

عوامل النسخ (TFs) هي جزيئات تشارك في تنظيم التعبير الجيني. عادة ما تكون بروتينات ، على الرغم من أنها يمكن أن تتكون أيضًا من قصيرة غير مشفرة الحمض النووي الريبي. عادة ما يتم العثور على فرق العمل في مجموعات أو مجمعات، وتشكيل تفاعلات متعددة تسمح بدرجات متفاوتة من السيطرة على معدلات النسخ.

في البشر (و حقيقيات النوى الأخرى) ، تكون الجينات في الوضع الافتراضي "إيقاف"الدولة ، لذلك تعمل TFs بشكل رئيسي على تحويل التعبير الجيني"على"في البكتيريا ، يكون العكس صحيحًا غالبًا ، ويتم التعبير عن الجينات"بشكل تأسيسي"حتى يحولها TF"إيقافتعمل الـ TFs من خلال التعرف على متواليات (زخارف) معينة من النيوكليوتيدات قبل أو بعد الجين الموجود على الكروموسوم (صعودا وهبوطا).

غالبًا ما تحتوي حقيقيات النوى على منطقة محفزة من الجين ، أو مناطق محسنة أعلى أو من الجين ، مع بعض الزخارف المحددة التي يتم التعرف عليها من قبل أنواع مختلفة من TF. ترتبط TFs ، تجذب TFs الأخرى وتخلق معقدًا يسهل في النهاية الارتباط بواسطة RNA polymerase ، وبالتالي يبدأ عملية النسخ.

عوامل النسخ هي فقط واحدة من الوسائل التي تعبر بها خلايانا عن مجموعات مختلفة من الجينات ، مما يسمح بالتمايز في مختلف أنواع الخلايا والأنسجة والأعضاء التي تتكون منها جثث. إن آلية التحكم هذه مهمة للغاية ، خاصة في ضوء النتائج التي توصل إليها الإنسان مشروع الجينوم الذي لدينا عدد أقل من الجينات في الجينوم ، أو في الكروموسومات لدينا ، مما كان عليه في الأصل فكر.

وهذا يعني أن الخلايا المختلفة لم تنشأ من التعبير التفاضلي المختلف تمامًا مجموعات من الجينات ، ولكن من المرجح أن يكون لها مستويات متفاوتة من التعبير الانتقائي لنفس المجموعات الجينات.

يمكن TFs التحكم في التعبير الجيني عن طريق إنشاء "تتالي"، حيث يؤدي وجود كميات صغيرة من بروتين واحد إلى إنتاج كميات أكبر من الثانية ، مما يؤدي إلى إنتاج حتى أكبر كميات الثلث ، وهكذا. إن الآليات التي يتم من خلالها إحداث آثار كبيرة بكميات صغيرة من المواد الأولية أو التحفيز هي النماذج الأساسية للتقدم التكنولوجي الحيوي اليوم في البوليمر الذكي ابحاث.

إن معالجة TFs لعكس عملية تمايز الخلايا هي أساس طرق استخلاص الخلايا الجذعية من أنسجة البالغين. القدرة على التحكم في التعبير الجيني ، إلى جانب المعرفة المكتسبة من دراسة الجينوم البشري والجينوميات في غيرها الكائنات الحية ، أدت إلى نظرية أنه يمكننا إطالة حياتنا إذا تمكنا فقط من التحكم في الجينات التي تنظم عملية الشيخوخة في الخلايا.