Transkripsjonsfaktorer og genuttrykk

For at kroppene våre skal ha forskjellige typer celler, må det være en eller annen mekanisme for å kontrollere uttrykket av vår gener. I noen celler er visse gener slått av, mens de i andre celler er transkribert og oversatt til proteiner. Transkripsjonsfaktorer er et av de vanligste verktøyene som cellene våre bruker for å kontrollere genuttrykk.

Transkripsjonsfaktorer (TF) er molekyler som er involvert i regulering av genuttrykk. De er vanligvis proteiner, selv om de også kan bestå av kort, ikke-koding RNA. TF er vanligvis også funnet å arbeide i grupper eller komplekser, danner flere interaksjoner som tillater varierende grad av kontroll over transkripsjonshastigheter.

Hos mennesker (og andre eukaryoter) er gener vanligvis en standard "av"tilstand, slik at TF-er hovedsakelig tjener til å vri genuttrykk"på. "I bakterier er det motsatte ofte sant, og gener kommer til uttrykk"konstitutivt"til en TF snur den"av. "TF-er fungerer ved å gjenkjenne visse nukleotidsekvenser (motiv) før eller etter genet på kromosomet (opp- og nedstrøms).

Eukaryoter har ofte en promoterregion oppstrøms fra genet, eller forsterkerregioner opp eller nedstrøms fra genet, med visse spesifikke motiv som er anerkjent av de forskjellige typene TF. TF-ene binder seg, tiltrekker seg andre TF-er og lager et kompleks som til slutt letter binding ved RNA-polymerase, og begynner dermed transkripsjonsprosessen.

Transkripsjonsfaktorer er bare ett av virkemidlene som cellene våre uttrykker forskjellige kombinasjoner av gener, noe som muliggjør differensiering i de forskjellige cellene, vevene og organene som utgjør våre organer. Denne kontrollmekanismen er ekstremt viktig, spesielt i lys av funnene fra Human Genome Prosjekt at vi har færre gener i genomet vårt, eller på kromosomene våre, enn opprinnelig trodde.

Hva dette betyr er at forskjellige celler ikke har oppstått fra differensialuttrykk av helt forskjellige sett med gener, men har større sannsynlighet for å ha varierende nivåer av selektiv uttrykk for de samme gruppene av gener.

TF kan kontrollere genuttrykk ved å lage et "kaskade"effekt, der tilstedeværelsen av små mengder av ett protein utløser produksjon av større mengder av et sekund, som utløser produksjon av enda større mengder av en tredjedel, og så videre. Mekanismene som betydningsfulle effekter blir indusert av små mengder av utgangsmaterialet eller stimulans er de grunnleggende modellene for dagens bioteknologiske fremskritt innen Smart polymer forskning.

Å manipulere TF-er for å reversere celledifferensieringsprosessen er grunnlaget for metoder for å avlede stamceller fra voksent vev. Evnen til å kontrollere genuttrykk, sammen med kunnskap hentet fra å studere det menneskelige genomet og genomikken i andre organismer, har ført til teorien om at vi kan forlenge livene våre hvis vi bare kontrollerer genene som regulerer aldringsprosessen i celler.