Məlumat

Bu gen ardıcıllığında kiçik nukleotidlər nə deməkdir?

Bu gen ardıcıllığında kiçik nukleotidlər nə deməkdir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Aşağıdakı cədvəl (şəkil aşağıda verilmişdir) müxtəlif siqma faktorları tərəfindən tanınan promotor ardıcıllıqlarını göstərir. Üçün verilmiş ardıcıllıq, məs. sigma B "GTTTaa"dır; niyə "a" kiçik hərfdir?

("Escherichia coli-də ortoqonal gen ifadəsi üçün siqma faktoru alətlər qutusundan", Bervoets et al. 2018)


İş konsensus ardıcıllığında müəyyən bir nukleotidin qorunma dərəcəsinə aiddir. Yüksək dərəcədə qorunan nukleotidlər böyük hərflə yazılır. Ardıcıllığın dəyişdiyi mövqelərdə ən çox yayılmış nukleotid kiçik hərflə verilir. Bununla belə, mən "yüksək qorunan" və "ən çox yayılmış" arasında kəsimin nə olacağına əmin deyiləm və mənim fikrimcə, kağızda izah edilməli olan bir şeydir (baxmayaraq ki, bu halda, görünür). Bu sənəd, məsələn, beş ardıcıllıqlı promouterdən dördündə bazanın saxlandığı yerdə böyük hərflərdən istifadə edir. Ola bilsin ki, mənim bilmədiyim konvensiya var.


Frameshift Mutasiyası

Mücərrəd

Bir nuklein turşusu ardıcıllığı, xəbərçi RNT və ya mRNT, ribosomal aparatla qarşılıqlı əlaqədə olan transfer RNT-ləri vasitəsilə kodladığı zülala çevrilir. Transfer RNT-ləri eyni anda üç nukleotidə bağlanır və beləliklə, nuklein turşusu ardıcıllığını hər biri bir amin turşusu olan üçlü kodonlara bölür. Bununla belə, kodonlara bölünmənin başladığı nöqtədən asılı olaraq, nuklein turşusu üç fərqli fazada və ya oxu çərçivələrində oxuna bilər və ardıcıllıqda hansı çərçivənin istifadə edilməli olduğunu göstərən durğu işarələri yoxdur. Çərçivə dəyişdirmə mutasiyası tərcümə mexanizmini bir oxu çərçivəsindən digərinə keçirən nuklein turşusu ardıcıllığına daxil edilməsi və ya silinməsidir.


İş üçün ən yaxşı genlərin seçilməsi: Genom miqyaslı filogenetikada stasionar genlərin işi

Timothy M. Collins, Olivier Fedrigo, Gavin J. P. Naylor, İş üçün ən yaxşı genlərin seçilməsi: Genom-miqyaslı filogenetikada stasionar genlərin işi, Sistemli Biologiya, Cild 54, Buraxılış 3, iyun 2005, Səhifələr 493–500, https://doi.org/10.1080/10635150590947339

Genomikanın yaranması filogenetik ağacların etibarlılığını və dəqiqliyini yaxşılaşdırmaq üçün nikbinliyi gücləndirdi. Gizli bir fərziyyə ondan ibarətdir ki, istifadə olunan genlərin sayı artdıqca filogenetik dəqiqlikdə amansız təkmilləşmə olacaq və bu yanaşma genlərin filogenetik performansını proqnozlaşdıran müəyyən edilə bilən parametrlər olmadığı üçün zəruridir (Gee, 2003 Rokas et al. 2003). ). Bu məsələlər Rokas və digərlərinin son məqaləsində araşdırılmışdır. 8 növ maya genomundan seçilmiş 106 protein kodlayan gen nümunəsində filogenetik siqnalı araşdıran.

Rokas və başqaları. (2003) bu genləri ayrı-ayrılıqda və kombinasiyada təhlil edərək, fərdi genlərin bəzən ziddiyyətli topologiyaları dəstəklədiyini göstərdi. Birləşdirilmiş məlumat dəstində əhəmiyyətli xarakter uyğunsuzluğu mövcud olsa da, bütün genlərin eyni vaxtda təhlili bütün qovşaqlarda 100% bootstrap nisbətlərinə (BP) malik bir ağacla nəticələndi. Bu "növ ağacı" əsl filogeniyanı təmsil etmək üçün götürülmüşdür (şək. 1a topologiyası). Daha sonra müəlliflər növə inam yaratmaq üçün tələb olunan minimum məlumat miqdarını müəyyən etmək üçün müxtəlif ölçülü təsadüfi birləşdirilmiş məlumat dəstləri ilə bir sıra təhlillər aparmışlar. Münasibətləri inamla çıxarmaq üçün ən azı 20 təsadüfi birləşmiş gen tələb olunduğu qənaətinə gəldilər və “Yalnız daha böyük miqdarda ardıcıllıq məlumatlarının təhlili vasitəsilə təklif olunan filogenetik rekonstruksiyaya inam əldə etmək olar. ” və daha sonra “bir və ya az sayda genə əsaslanan təhlillər filogenetik əlaqələrin qurulması və ya təkzib edilməsi üçün kifayət qədər sübut təqdim etmir.” Onlar həmçinin bu maya növlərinin nəticəsinin molekulyar filogenetik tədqiqatlar üçün xarakterik olması fikrini ifadə etdilər: “...biz inanırıq ki, bu qrup filogenetik tədqiqatçıların üzləşdiyi əsas problemlər üçün təmsilçi modeldir” mövcud molekulyar filogeniyaların əksəriyyəti etibarsız hesab edilməlidir.

0Zad4HLRV9YafSdSFppFBAXRbXuDyG0WDVwFzreEPCa2Td63P3TGvHBn1OpNG" />

Stasionar (a) və qeyri-stasionar (b) üçüncü mövqe arakəsmələrinin budaq-bağlanmış maksimum parsimoniya yükləmə analizinin (300 təkrar) nəticələri. (a)-dakı ağacın topologiyası və budaq nömrələri Rokas və digərlərinin növ ağacı ilə eynidir. (2003). Bootstrap nisbətləri filialın üstündə, filial nömrələri aşağıda göstərilir. Calb = Candida albicans Sklu = Saccharomyces kluyveri Scas = S. castellii Sbay = S. bayanus Skud = S. kudriavzevii Smik = S. mikatae Spar = S. paradoxus Scer = S. cerevisiae.

0Zad4HLRV9YafSdSFppFBAXRbXuDyG0WDVwFzreEPCa2Td63P3TGvHBn1OpNG" />

Stasionar (a) və qeyri-stasionar (b) üçüncü mövqeli arakəsmələrin budaq və bağlanmış maksimum parsimoniya yükləmə analizinin nəticələri (300 təkrar). (a)-dakı ağacın topologiyası və budaq nömrələri Rokas və digərlərinin növ ağacı ilə eynidir. (2003). Bootstrap nisbətləri filialın üstündə, filial nömrələri aşağıda göstərilir. Calb = Candida albicans Sklu = Saccharomyces kluyveri Scas = S. castellii Sbay = S. bayanus Skud = S. kudriavzevii Smik = S. mikatae Spar = S. paradoksus Scer = S. cerevisiae.

Başqa bir mühüm nəticə ondan ibarət idi ki, genlərin filogenetik fəaliyyətinin heç bir proqnozlaşdırıcısı yoxdur: “tək genlərin performansını sistematik şəkildə hesablaya və ya proqnozlaşdıra bilən müəyyən edilə bilən parametrlər yox idi”. Eynilə, Gee (2003), Rokas et al. (2003) sənədində deyilir ki, "genlərin performansını hər hansı sistematik şəkildə proqnozlaşdıra bilən heç bir müəyyən edilə bilən parametrlər yoxdur." Nəhayət, onlar təsadüfi nümunə götürülmüş ortoloji nukleotidlərə nisbətən bitişik gen ardıcıllıqları üçün açılış dəyərlərinin daha aşağı və dispersiya daha yüksək olduğunu qeyd etdilər və bunu götürdülər. genlərdəki nukleotidlərin müstəqil olmaması nəticəsində ayrı-ayrı genlərdə yanlış siqnalın sübutu kimi.

Bu nəticələr, əgər doğrudursa, məhdud vaxt və büdcə ilə DNT ardıcıllığından istifadə edərək əlaqələr çıxarmağa çalışanlar üçün ayıqdır. Burada biz nümayiş etdiririk ki, bu nəticələr əsaslı şəkildə yenidən nəzərdən keçirilməlidir. Əvvəlcə Rokas et al tərəfindən nəşr olunan maya məlumat dəstində bir çox genin olduğunu göstəririk. (2003) kodonların üçüncü mövqelərində taksonlar arasında nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişmiş nukleotid tezliklərinə malikdir. Bu nukleotid ardıcıllığı stasionar vəziyyətdən əhəmiyyətli dərəcədə kənara çıxır (həmçinin Phillips et al., 2004-ə baxın). İkincisi, biz bir sıra təhlillər vasitəsilə göstəririk ki, stasionar gen bölgüsü qeyri-stasionar bölmədən üstündür, daha az genlə əsas filogeniyanı bərpa edir. Nəhayət, biz göstəririk ki, Rokas et al. filogenetik analiz üçün bitişik ardıcıllıqlara nisbətən ortoloji nukleotidlərin təsadüfi seçilməsinin üstünlüyü ilə əlaqədar olaraq, bu iki seçmə sxemi üçün müxtəlif yükləmə prosedurlarının artefaktıdır.

Rokas və başqaları. (2003) yeddi növdən genlərin seçilməsi və saxlanılması üçün bir neçə meyardan istifadə etmişdir Sakkaromislər mayalar və bir qrup növ, Candida albicans (şək. 1). Genlər təxminən 40 kilobaza intervalında yerləşdirildi. Yalnız bütün səkkiz növdə müəyyən edilə bilən və ümumiyyətlə uyğunlaşdırıla bilən homologları olan protein kodlayan genlərdən istifadə edilmişdir. Bundan əlavə, Rokas et al. seçimlərini ən azı iki homoloji cinah sintenik genləri olan genlərlə məhdudlaşdırdılar. Hər bir genin orta hesabla 76%-i saxlanılmaqla, uyğunlaşdırılması çətin hesab edilən zülalların bölgələri atıldı. Kəsilmiş gen ölçüsü orta hesabla 1198 nukleotid olmaqla 390 ilə 2994 nukleotid arasında dəyişdi. Müəlliflər tərəfindən təqdim olunan məlumat dəstinin surəti ilə bir sıra əlavə təhlillər apardıq. Bərabər çəkili parsimoniyadan istifadə edərək birinci və ikinci kodon mövqelərinin təhlili bütün qovşaqlarda 100% dəstəyi ilə növ ağacını verdi. Bununla belə, parsimony-informativ simvolların əksəriyyətini (≈ 70%) təmsil edən üçüncü mövqelər, 84% bazal mövqeyini dəstəkləməklə, ziddiyyətli ağac verdi. S. castellii daha çox S. kluyveri qrup daxilində (filial 8). Üçüncü mövqelərdə bu ziddiyyətli siqnalın mənbəyi nədir?

Hal-hazırda istifadə olunan filogenetik üsulların əksəriyyəti nukleotidlərin tezliklərinin taksonlar arasında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmədiyini güman edir. İstənilən kodon mövqeyində bu stasionar vəziyyətdən sapmalar sistematik xəta ilə nəticələnə bilər (Saccone et al., 1989). Məlumat dəstini iki yarıya böldük: yarısı qrupda üçüncü mövqelərdə sabit olmayan genlərdən ibarətdir. P = 0,01 (52 gen) və stasionar olanlar (54), PAUP*-da ki-kvadrat testinə əsasən. Sonrakı təhlillərdə biz qrupda üçüncü mövqelərdə sabit olmayan genlərə istinad edirik. P = 0,01 qeyri-stasionar bölmə kimi, qalan genlər isə stasionar bölmə kimi. Bu bölmələrin filogenetik performansını müqayisə etmək üçün bütün mövqelərdə fərdi genlərin parsimony bootstrap analizini həyata keçirdik. Biz bir genin performansını, o, cins ağacı ilə eyni və ya ona tam uyğun bir ağac verdikdə yaxşı hesab etdik. Tam uyğunluq dedikdə, gen ağacının və növ ağacının yarı sərt və ya birləşdirilə bilən komponent konsensusunun növ ağacı ilə eyni olduğunu nəzərdə tuturuq. Qeyd edək ki, bu, Rokas və digərlərinin tətbiq etdiyi metoddan fərqlənir. (2003). Onların tək genli topologiyalar arasında topoloji uyğunsuzluğun ölçülməsinə yanaşması topologiyalar eyni olana qədər 50% açılış ağaclarından budaqların kəsilməsini nəzərdə tuturdu (məsələn, Rokas et al., 2003-cü il Şəkil 3). Onların yanaşması dolayısı ilə bütün politomiyaları çətin, birləşdirici münaqişə və həllin olmaması kimi qəbul edir (həmçinin bax Taylor və Piel, 2004). Tam həll edilmiş növ ağacının əsl topologiya kimi qəbul edildiyini və təhlil edilən genlərin üçdə birinin uzunluğunun 900 nukleotiddən az olduğunu nəzərə alsaq, politomiyalara yumşaq kimi baxılması lazım olduğunu iddia edirik. Buna görə də, biz potensial topoloji münaqişəni yox, yalnız faktiki ölçdük. Bu şəkildə təhlil edildikdə, stasionar genlərin 61%-nin növ ağacı ilə eyni və ya tam uyğun olan ağaclar verdiyi aşkar edilmişdir. Bunun əksinə olaraq, qeyri-stasionar genlərin yalnız 38%-i eyni və ya tam uyğun topologiyalar verdi. Təkcə üçüncü mövqelər təhlil edildikdə, stasionar yarısı bütün qovşaqlarda 96% - 100% dəstəyi ilə növ ağacını verdi (Şəkil 1a), məlumat dəstinin qeyri-stasionar yarısı isə yanlış məlumat verdi. S. castellii– bütün qovşaqlarda 100% dəstəyi olan bazal ağac (şək. 1b). Stasionar və qeyri-stasionar üçüncü mövqe arakəsmələri arasında uyğunsuzluq əhəmiyyətli idi (P = 0,002, PAUP*-da ILD testi, 500 təkrar).

Nukleotid tezlikləri ilə Evklid məsafəsinin orta əlaqə klasterinin təhlili onun kompozisiya cəlbediciliyini nümayiş etdirir. C. albicansS. castellii seçilmiş məlumat bölmələri üçün. (a) Üçüncü mövqedəki qeyri-stasionar bölmə. (b) Bütün kodon mövqeləri. (c) İkinci kodon mövqeləri. Fərqli miqyaslara diqqət yetirin.


Suallar

  • Bəzi sənədlər və veb saytlar diapazonu göstərmək üçün “-” (mənfi) işarəsindən istifadə edir, bu düzgündürmü? Aralığı göstərmək üçün istifadə olunan işarə “-” (mənfi) deyil, “_” (alt xətt) işarəsidir. Mənfi işarə yalnız kodlaşdırma DNT istinad ardıcıllığına əsaslanan variantların təsvirində mənfi kimi istifadə edilməlidir. c.12-14del kodlayan DNT nukleotid 12-dən birbaşa əvvəl intronda -14 nukleotidinin silinməsini təsvir edir, yox c.12-dən c.14-ə qədər nukleotidlərin silinməsi.
  • Niyə istifadə etmək tövsiyə olunur üç hərfli amin turşusu kodu protein variantlarını təsvir etmək üçün? Bir neçə amin turşusu eyni baş hərflə başlayır ( A la, A rg, A sn, A sp ilə başlayın A , G ln, G lu, G ilə ly G , L AB, L ys ilə L , P o, P ro ilə PT saat, T il ilə T ) lakin bir hərfli amin turşusu kodunda bu hərf yalnız birinin abreviaturası kimi istifadə olunur. Praktikada bu, çoxlu səhvlərə yol açır. Buna görə də üç hərfli amin turşusu kodunun abreviaturalarından istifadə etmək tövsiyə olunur.
  • DNT, RNT və zülal səviyyəsi ilə bağlı variant barədə məlumat vermək istəyəndə xüsusi separatordan istifadə etməliyəmmi? Xeyr, ən yaxşısı variantı NM_004006.2:c.124A>G r.(?) p.(Ser42Gly) formatından istifadə etməklə bildirməkdir. QEYD: deməyə ehtiyac yoxdur, həmişə istifadə olunan istinad ardıcıllığı faylını qeyd edin
  • Mən #rotein səviyyəsində çərçivə dəyişikliyi verən, transkripta (RNT) qısa ardıcıllığı daxil edərək, birləşməni dəyişdirən əvəzetmə variantını (DNT) tapdım. Bu variantı əvəzetmə, birləşdirmə variantı, əlavə və ya çərçivə dəyişikliyi kimi necə siyahıya salmalıyam? Variant növlərini sadalayarkən, HGVS onları hər səviyyə, məsələn, DNT, RNT və zülal üçün ayrıca siyahıya almağı tövsiyə edir. DNT səviyyəsində bir əvəzetmə, RNT səviyyəsində əlavə və zülal səviyyəsində çərçivə dəyişikliyi müəyyən etdiniz.
  • “Variantlar zülal səviyyəsində təsvir edilməli və DNT səviyyəsindəki dəyişikliklə bağlı bilikləri özündə birləşdirməməlidir” ilə nə demək istəyirsiniz? Bu o deməkdir ki, zülal variantının təsviri variant zülal ardıcıllığını istinad zülal ardıcıllığı ilə müqayisə etməklə əldə edilməlidir. DNT səviyyəsində əsas dəyişikliyə dair biliklərdən istifadə edilməməlidir. məs. MetTrpSerSerSerHisAsp.. MetTrpSerSer-ə dəyişdikdə _ HisAsp.. bu p.Ser5del kimi təsvir edilmişdir. DNT səviyyəsində dəyişikliyin ..ATGTGGTCCAGTTCCCACGAT..-dən ..ATGTGGTCC-ə qədər olması barədə məlumat _ TCCCACGAT. belə ki, Ser4 üçün kodon silinir, istifadə edilmir təsvir p.Ser4del düzgün deyil.
  • Müraciət etdiyim zaman düzdürmü? 3' qaydası bir xromosomun mənfi zəncirində olan genlər üçün "g". və "c." variant təsvirləri silinmiş kimi təsvir etdiyim nukleotidlə bağlı fərqlidir? Bəli, bir gen xromosomun mənfi zəncirində olduqda (əks transkripsiya oriyentasiyası) və dəyişiklik təkrarlanan ardıcıllıqla (mono-, di-, tri- və s. nukleotid uzanır) yerləşdikdə 3' qaydası buna malikdir. nəticəsi. Xromosom ardıcıllığı -TGGGGCAT- olduqda və G-lərdən biri silindikdə (-TGGG_CAT- olaraq dəyişin) xromosom koordinatlarına əsaslanan təsvir g.5delG-dir. Annotasiya edilmiş kodlaşdırma DNT istinad ardıcıllığı mənfi zəncirdə (ATGCCCCA) olduqda təsvir c.7delC-dir. Silinmiş nukleotid təkcə fərqli deyil (delG vs. delC), əslində təsvirlər başqa nukleotidə də işarə edir, g.5 və g.2 (c.7delC-yə ekvivalent).
  • Mən qırılma nöqtəsini hələ sıralamamışamsa, silinməni təsvir edə bilərəmmi? Bəli, qeyri-müəyyənlikləri göstərmək üçün simvollardan istifadə, yəni sual işarəsi (“ ? ”) və mötərizələr (“ ( ) ”), belə halları təsvir etmək olar. Qeyri-müəyyənlik diapazonunu mümkün qədər dəqiq təsvir edin. Ətraflı məlumat üçün bax Qeyri-müəyyən.

Tarix

Versiyalaşdırma

Xarici linklər

  • İnsan Genomu Variasiya Cəmiyyəti
  • İnsan Variome Layihəsi
  • İnsan Genom Təşkilatı

Bizimlə əlaqə saxlayın

    HGVS nomenklaturası ilə bağlı müzakirələr onları daha da təkmilləşdirmək üçün zəruridir. Bu səhifələrdə sadalananlar tövsiyələrin cari konsensusunu əks etdirir. Biz hər kəsi bizə sual, şərh və ya hələ əhatə olunmamış hallara dair nümunələr göndərməyə dəvət edirik və bunları necə təsvir etmək təklifi ilə ( E-poçt:VarNomen @ HGVS.org). Xüsusi suallar üçün qeyd etməyi unutmayın istinad ardıcıllığı istifadə!
    Bizi Facebook-da izləyin

Bu gen ardıcıllığında kiçik nukleotidlər nə deməkdir? - Biologiya

Mitoxondriyanın gözəl şəkli

Mitoxondriya hüceyrənin güc mərkəzləridir, biologiya müəllimləri sizə deyəcəklər. Bu orqanellər həm də bir vaxtlar müstəqil canlı hüceyrələr olan, yeni mitoxondriyalar yaratmaq üçün öz-özünə bölünə bilən keçmiş bakteriyalardır. Həqiqətən də, hüceyrələrimiz bölündükcə bir növ ikili parçalanma ilə bölünməyə davam edirlər və hüceyrə bölünməsi nəticəsində yaranan iki yeni hüceyrəyə bölünmək üçün ikiqat dozanın mövcud olmasını təmin edirlər.

Bu nailiyyətlərə nail olmaq üçün mitoxondriyanın öz DNT-si, öz zülalları və öz zülal istehsal edən mexanizmləri var. Bu o deməkdir ki, onların genlərinin kodladığı zülalların ardıcıllığına təsir edən genetik mutasiyaya məruz qalma potensialı da var. Mitoxondriyadakı zülalların əksəriyyəti kritik vəzifələr olduğundan və tam olaraq düzgün işləməli olduğundan, belə mutasiyaların davamlılığı nisbətən nadirdir. Ancaq onlar baş verir, xəstəliklərə səbəb olurlar. Autizmin səbəblərini araşdırarkən ortaya çıxan bir sual, bu cür dəyişikliklərin bu inkişaf fərqi hallarının ən azı bir hissəsinin əsasını təşkil edib-etməməsidir.

Yüksək profilli Hannah Poling işi

Şübhəsiz ki, bu suala yüksək profil verən Hannah Polinqin işi idi, onun mitoxondrial pozğunluğu onun autizm simptomları ilə əlaqəli idi və qəbul etdiyi vaksin dozalarının bolusu ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər, ardınca yüksək hərarət. Qızdırmalar hüceyrə güclərimizə vergi verə bilər və mitoxondrial funksiya artıq pozulubsa, yüksək temperatur və əlavə yük xroniki mənfi nəticələrə səbəb ola bilər.

Polinqin işi autizmli insanların mitoxondrial disfunksiyaya daha yüksək nisbətdə sahib olub-olmaması sualını ön plana çıxardı. Bu yaxınlarda bir araşdırma Amerika Tibb Assosiasiyasının jurnalı (məqalələrini əzmlə bir ödəniş divarının arxasında əlçatmaz saxlayan) autizmli uşaqlarda mitoxondrial disfunksiya markerlərini ölçməklə və bu son nöqtələri autizmi olmayan uşaqlarda nəticələrlə müqayisə etməklə bu sualı həll etməyə çalışdı.

Tədqiqatın xüsusiyyətləri: “Tam sindromlu autizm”

Tədqiqatda iştirak edən autizm qrupunda tədqiqatçıların “tam sindromlu autizm” adlandırdıqları, məncə, autizmin sıx əlamətlərini nəzərdə tuturam. Onlar Autizm Diaqnostik İnventar-Revised istifadə etdilər

(ADI-R) və Autizm Diaqnostik Müşahidə Cədvəli (ADOS) bu diaqnozu təsdiqləmək və autizm qrupları arasında mümkün qədər vahid əhalini təmin etmək üçün. Nəhayət, tədqiqata seçim meyarlarını yerinə yetirmələri əsasında ardıcıl olaraq klinikaya cəlb edilmiş bu qrupa 10 uşaq daxil edilib. Bu tədqiqat mahiyyətcə hallara nəzarət idi, yəni nəzarət qrupu autistik qrupun demoqrafik xüsusiyyətlərinə mümkün qədər yaxından uyğun gələn 10 autizmli uşaqdan ibarət idi.

Müəlliflər bildirirlər ki, autizmli 10 uşaqdan yalnız biri mitoxondrial tənəffüs zənciri pozğunluğu üçün qəti meyarları yerinə yetirsə də, autizmli uşaqlarda mitoxondrial disfunksiya göstəriciləri daha çox olub.

Piruvat dehidrogenaz ilə bağlı problem (Krebs qeydlərinizi ayırın, dostlar)

Xüsusilə, on nəfərdən altısı bir parametr üçün aşağı aktivlik səviyyəsini göstərdi, on nəfərdən səkkizi digər metabolik son nöqtə üçün nəzarətdən daha yüksək səviyyələr göstərdi və on nəfərdən ikisi üçüncü metabolik son nöqtənin nəzarətindən daha yüksək səviyyələr göstərdi. Ümumilikdə, nəticələr mitoxondriyada baş verən karbohidrat mübadiləsinin ilk addımlarından birində iştirak edən mitoxondriyaya xas fermentin, piruvat dehidrogenazanın aşağı aktivliyini göstərdi. Bu prosesin hər hansı bir yerində fermentin fəaliyyətinin azalması fermentin öz məhsullarında və məhsullarında dəyişikliklərə səbəb olacaq və mitoxondrial funksiyanı pozacaq. Bundan əlavə, autizm qrupunun yarısı nəzarət qruplarına nisbətən daha tez-tez hüceyrə stressinin göstəricisi olan DNT replikasiyasının yüksək səviyyələrini nümayiş etdirdi və həmçinin DNT-lərində nəzarətdən daha çox silinmə oldu. Statistik təhlil bütün bu fərqlərin əhəmiyyətli olduğunu göstərdi.

Autizm üçün nə deməkdir?

Bu tapıntılar autizmli insanların hamısının və ya əksəriyyətinin mitoxondrial disfunksiyaya malik olması deməkdirmi? Xeyr. Tədqiqatın nəticələri bu qənaəti dəstəkləmir. Bundan əlavə, müəlliflərin özləri tədqiqatın altı məhdudiyyətini sadalayırlar. Bunlara statistik əhəmiyyətə malik bəzi tapıntıların nümunənin ölçüsünə və ya nümunə daxilindəki qarışıqlıqlara görə səhv ola bilməsi və autistik qrupdakı bəzi son nöqtələrdə hər iki istiqamətdə dəyişikliklərin olması ehtimalı daxildir. Başqa sözlə, bəzi autizmli uşaqlar nəzarətlərdən qat-qat yüksək, bəzilərinin isə statistikanın mənasını qarışdıraraq daha aşağı dəyərlərə sahib idilər. Müəlliflər qeyd edirlər ki, bu kimi bir araşdırma heç kimə autizm və mitoxondriya arasında səbəb-nəticə əlaqəsi haqqında nəticə çıxarmağa imkan vermir və onlar tapıntıların daha böyük bir əhali üçün ümumiləşdirilməsi ilə bağlı ehtiyatlı olmağa çağırırlar.

Əgər birlik varsa, o nəticədən suallar yaranır. Bəzilərinin Hannah Polinq işində iddia etdiyi kimi, autizmə bənzər simptomlar yaradan autizmin əsasını mitoxondrial disfunksiya təşkil edirmi? Yoxsa narahatlıq və ya yüksək stress və ya digər autizmlə əlaqəli amil kimi autizm təzahürləri mitoxondriyaya təsir edirmi?

Toyuqlar, yumurtalar, MRT, mitoxondriya, autizm

Autizmlə əlaqəli bu son araşdırmaların hər ikisi maraqlı olsa da, hələ də "Hansı birinci gəldi" sualını həll etmək lazımdır. Autizm beyin və ya mitoxondrial fərqlərə səbəb oldu, yoxsa beyin və ya mitoxondrial fərqlər autizmi tetikledi? Hal-hazırda, bu toyuq-yumurta sualları, autizmi daha dəqiq müəyyən etməyə və onun bəzi mənfi cəhətlərini həll etməyə kömək edən tapıntılar qədər əhəmiyyətli olmaya bilər. Neyromüxtəliflik və ya peyvənd, qəbul və ya müalicə ilə bağlı mövqeyinizdən və ya çoxumuzun düşdüyü yerlərdən asılı olmayaraq, mitoxondrial disfunksiyanın müəyyən edilməməsi və yaxşılaşdırılmaması və ya beyin strukturu fərqləri barədə məlumatlılığın qazanılacağını iddia etmək çətin olardı. autizm davranışlarına səbəb olan şeylər haqqında faydalı məlumatlara səbəb olur.

Qeyd: Bu yazının və əvvəlki yazının daha çox əlçatan versiyaları BlogHer-də mövcuddur.


Materiallar və metodlar

RNT-seq verilənlər bazası təhlili və GC və AT ekson dəstlərinin yaradılması

Xüsusi splicing faktorlarını hədəf alan siRNA və ya shRNA-larla transfeksiya edilmiş və ya splicing faktor ifadə vektorları ilə transfeksiya edilmiş müxtəlif hüceyrə xətlərindən yaradılan, ictimaiyyətə açıq olan RNT-seq datasets GEO və ENCODE-dən bərpa edildi (Əlavə fayl 1: Cədvəl S1). RNT-seq verilənlər bazası, əvvəllər bildirildiyi kimi, alternativ birləşdirmə variasiyalarını təhlil etmək və kəmiyyətləndirməyə həsr olunmuş hesablama proqramı olan FARLINE istifadə edərək təhlil edilmişdir [44]. Bu tədqiqat, daxil edilməsi ən azı bir əlavə faktordan asılı olan ekzonlara yönəldilmişdir. Bunun üçün ən azı bir nümunədə təhlil edilən hər bir qoşma faktoru tərəfindən aktivləşdirilən ekzon dəstləri müəyyən edilmişdir (Əlavə fayl 2: Cədvəl S2). Fərqli nümunələrdə eyni qoşma faktoru ilə əks şəkildə tənzimlənən ekzonlar aradan qaldırıldı. QC ekzonları (və ya AT ekzonları) daxil edilməsi nəzarət eksonlarından (həddi 49,3%) daha yüksək (və ya daha aşağı) median GC tərkibinə malik eksonları aktivləşdirən və ən kiçik yan intronun median ölçüsündən daha kiçik olan eksonları aktivləşdirən birləşən amillərdən asılı olan ekzonlar kimi müəyyən edilmişdir. (və ya müvafiq olaraq daha böyük) nəzarət eksonlarınınkindən (həddi 691 bp). Şəkil 1d-də göstərilən nəticələrə əsasən, GC eksonları SRSF9, PCBP1, RBMX, hnRNPF, RBFOX2, SRSF5, hnRNPH1, RBM22, RBM25, MBNL2 və SRSF6 tərəfindən aktivləşdirilən eksonlar kimi, AT eksonları isə aktivləşdirilən kimi müəyyən edilmişdir. TRA2A/B, RBM15, RBM39, hnRNPA2B1, KHSRP, hnRNPM, SRSF7, SFPQ, MBNL1, DAZAP1, PTBP1, hnRNPL, hnRNPK, FUS, QKI, hnRNPA1 və PCBP2 tərəfindən. Nəzarət (CTRL) eksonları dəsti, təhlil edilmiş birləşdirmə faktorlarından ən azı biri ilə aktivləşdirilmiş ekzonlar istisna olmaqla, FASTERDB-də qeyd edilmiş insan konstitutiv kodlaşdırma eksonlarına uyğundur. Əlavə təhlillər üçün iki ekson dəstində tapılan ekzonlar (yəni, müxtəlif siniflərin iki qoşma faktoru ilə tənzimlənən ekzonlar) aradan qaldırıldı (təxminən 25%), 3182 GC ekzonunun bir siyahısına və digər 4045 AT eksonuna səbəb oldu (Əlavə fayl). 2: Cədvəl S2). U1 ekzonları SNRPC, SNRNP70 və/və ya DDX5/17 amilləri ilə aktivləşdirilmiş ekzonlar, U2 eksonları isə U2AF2, SF3B4, SF1 və/və ya SF3A3 faktorları ilə aktivləşdirilmiş ekzonlar kimi müəyyən edilmişdir. GA eksonları və CT eksonları CTRL eksonlarının GA və CT tərkibi ilə müqayisədə onların GA və CT tərkibinə əsasən müəyyən edilmişdir. Bütün genomik şərhlər FasterDB-dən idi [94].

İstilik xəritələri və tezlik xəritələri

İstilik xəritələri nəzarət eksonları üçün əldə edilən median dəyərlə müqayisədə birləşdirmə faktoru ilə aktivləşdirilmiş ekzonlar dəstinin verilmiş xüsusiyyəti üçün median dəyərini təmsil edir. Formula (1) bir çoxluqda D xüsusiyyətinin nisbi dəyərini hesablamaq üçün istifadə edilmişdir n bir sıra ilə müqayisədə S ekzonları m nəzarət eksonları C (CTRL eksonları) FASTERDB-də qeyd edilmiş insan konstitutiv kodlaşdırma eksonlarına uyğundur, 33 analiz edilmiş birləşdirmə faktorundan ən azı biri ilə tənzimlənən ekzonlar istisna olmaqla (yuxarıya bax).

harada DSDC vektorlarıdır D dəstlər üçün dəyərlər SC. Şəkil 2 b və c-nin istilik xəritələri a istifadə edərək yaradılmışdır Orta (1) düsturunda funksiya. Xətti modeldən (R lm() və xülasə () funksiyaları ilə) hər bir əlavə faktoru ilə aktivləşdirilmiş eksonların GC məzmununu nəzarət eksonlarının GC məzmunu ilə müqayisə etmək üçün istifadə edilmişdir. Bu model ilə Tələbə testi nəzarət eksonları və birləşdirmə faktoru ilə aktivləşdirilmiş hər bir ekson dəsti arasında hesablanmışdır. Puasson paylanması üçün ümumiləşdirilmiş xətti modeldən (glm() və summary() funksiyaları ilə) hər bir qoşma faktoru ilə aktivləşdirilmiş ekzonlar arasında yuxarı axın 25 ilk nukleotid ekzonlarında As, Gs, Cs və ya Ts saylarını müqayisə etmək üçün istifadə edilmişdir. nəzarət eksonları. Bu modellə, hər bir qoşma faktorunu aktivləşdirən ekson dəsti və nəzarət eksonları arasında Wald testi hesablanmışdır. Hər bir ekson üçün intron-ekson qovşaqlarına uyğun gələn ardıcıllıqlar (yuxarıdakı intronun son 100 nukleotidi və ekzonun ilk 50 nukleotidi) bərpa edildi. Verilmiş nukleotidin orta tezliyi hər bir pəncərə mövqeyində müvafiq olaraq 20 və 1 nukleotid ölçüsü və addımı olan sürüşmə pəncərəsindən istifadə edərək hesablanmışdır. Eyni prosedur ekzonun son 50 nukleotidi və aşağı axının intronun ilk 100 nukleotidi kimi müəyyən edilən ekson-intron qovşaqlarına uyğun gələn ardıcıllıqlar üçün də tətbiq edilmişdir.

Splice sayt xalları, minimum pulsuz enerji, BP proqnozları, U2 bağlama enerjisi və motiv sayı

Birləşmə yerinin xalları MaxEntScan (http://genes.mit.edu/burgelab/maxent/Xmaxentscan_scoreseq.html) ilə hər bir FasterDB eksonu üçün hesablanıb. Minimum sərbəst enerji (MFE) VyanaRNA paketindən RNAFold [46] (v2.4.1 http://rna.tbi.univie) istifadə edərək ekson-intron qovşağının ardıcıllığından (intron daxilində 25 nukleotid və eksonda 25 nukleotid) hesablanmışdır. .ac.at/cgi-bin/RNAWebSuite/RNAfold.cgi). Bu ardıcıllıqlar iki qrupa bölündü: mərkəzi 5′ ss-də olan ardıcıllıqlar və 3′ ss-də mərkəzləşən ardıcıllıqlar. Qauss paylanmış dəyərləri əldə etmək üçün MFE dəyərlərinə Anscombe çevrilməsi tətbiq edilmişdir. ANOVA modeli (R, aov() funksiyası ilə) quruldu və hər bir cüt ekzon qrupu arasında statistik fərqlər Tukey testi ilə sınaqdan keçirildi. Hər bir spliceosome ilə əlaqəli amil tərəfindən aktivləşdirilən ekzonların MFE ilə nəzarət eksonları arasındakı fərqlər xətti modeldən (R lm () və xülasə () funksiyaları ilə) istifadə edərək sınaqdan keçirilmişdir. 3′ ss-dən əvvəlki 100 nukleotidə uyğun gələn verilmiş ardıcıllıqdakı budaq nöqtələrinin sayı SVM-BP tapıcısı ilə hesablanmışdır (http://regulatorygenomics.upf.edu/Software/SVM_BP/). Yalnız svm balı > 0 olan filial nöqtəsi saytları nəzərdən keçirilmişdir. U2 snRNA bağlama enerjisi RNT ardıcıllığının budaq nöqtəsini əhatə edən nukleotidlər arasında (budaq nöqtəsi adenin olmadan) və U2 snRNA-nın budaq nöqtəsi bağlama ardıcıllığı arasındakı hidrogen əlaqələrinin sayına uyğundur. ViennaRNA paketində (v2.4.1) RNAduplex skripti U2 snRNA (GUGUAGUA) və RNT ardıcıllığı arasında budaq nöqtəsi bağlama ardıcıllığı arasında optimal hibridləşmə strukturunu müəyyən etmək üçün istifadə edilmişdir. RNT ardıcıllığı budaq nöqtəsindən əvvəl və 3-dən sonra 5 nukleotiddən ibarətdir. Sonra RNT və U2 ardıcıllığı arasında əmələ gələn hidrogen sərhədlərinin cəmi hesablandı. TNT motivlərinin sayı hər bir intronun son 50 nukleotidində hesablanmışdır. Spliceosome ilə əlaqəli amillər tərəfindən aktivləşdirilmiş ekzon qrupları və eksonların nəzarət qrupu arasında yuxarıda qeyd olunan üç xüsusiyyət üçün fərqləri yoxlamaq üçün Şəkil 2 b və c üçün tətbiq olunan prosedurla eyni prosedurdan istifadə edilmişdir (əvvəlki bölməyə baxın) (Şəkil 2). 3c, d). Hər bir cüt ekzon qrupu arasındakı fərqləri yoxlamaq üçün Tukey testindən istifadə edilmişdir (R, glh funksiyası (kitabxana çoxlu kompozisiya) ilə) (Şəkil 2e, g, sol panel). T ilə zəngin aşağı mürəkkəblik ardıcıllığı sürüşmə pəncərəsindən (ölçü 4, addım 1 və ən azı üç Ts) istifadə edərək 3′ ss-dən yuxarı 75-35-ci nukleotidlər arasında hesablanmışdır. Statistik fərqlər mənfi binomial paylanma üçün xətti modeldən istifadə etməklə sınaqdan keçirilmişdir (glm.nb() funksiyası, kitabxana MASS). Hər bir cüt ekzon qrupu arasındakı statistik fərqlər Tukey testindən (R, glh funksiyası) istifadə edilərək sınaqdan keçirilmişdir.

V dəyər: U1 və ya U2 snRNP ilə əlaqəli amillərlə ekzonların tənzimlənməsi

Spliceosome ilə əlaqəli amillərdən asılı olaraq GC eksonları və AT eksonlarının nisbəti arasında fərq randomizə proseduru ilə sınaqdan keçirilmişdir. Hər bir spliceosoma ilə əlaqəli amil üçün AT eksonlarının 10.000 alt nümunəsi (GC-ekson dəstinin ölçüsü ilə) yaradıldı və hər bir nümunə üçün amil tərəfindən aktivləşdirilmiş ekzonların nisbəti hesablandı. Empirik P dəyər Pemp kimi hesablanmışdır:

ilə k QC eksonları ilə müqayisədə maraq faktoru ilə aktivləşdirilmiş ekzonların daha yüksək və ya bərabər nisbəti olan AT-ekson nümunələrinin sayı və l GC eksonları ilə müqayisədə maraq faktoru ilə aktivləşdirilmiş ekzonların daha aşağı və ya bərabər nisbəti olan AT-ekson nümunələrinin sayı.

The V Hər bir spliceosomla əlaqəli amil üçün dəyər düsturla hesablanır:

harada s = 1 əgər k > l s = − 1 əks halda.

Gen səviyyəsində statistik analiz

AT eksonları (AT genləri) və ya GC eksonları (GC genləri) olan genlərin GC məzmununun fərqli olub olmadığını yoxlamaq üçün genlərin ölçülərinə və qruplarına görə GC məzmunu ANOVA modeli ilə modelləşdirildi (R, aov( ) funksiyası). Bu model üzrə Tukey testi, gen qruplarının bütün mümkün cütləri (AT, GC və nəzarət genləri) arasında müqayisə etmək üçün hesablanmışdır. Median intron ölçüsünün hər bir cüt AT, GC və genlərin nəzarət qrupları üçün fərqli olub olmadığını yoxlamaq üçün Wilcoxon testi aparıldı. GC, AT və nəzarət genlərinin gen ölçüsünün fərqli olub olmadığını yoxlamaq üçün biz ANOVA modelini (R, aov() funksiyasında) qurduq. Sonra bu model üzərində Tukey testi aparıldı. Bu analizlər üçün həm AT, həm də GC eksonlarını saxlayan genlər nəzərə alınmadı.

CLIP-seq verilənlər bazası təhlilləri

U2AF2 antikorları (GSE83923, GSM2221657 GSE61603 və ya GSM1509288) istifadə edərək yaradılan ictimaiyyətə açıq olan CLIP-seq datasetlərindən yataq faylları sıxlıq xəritələrini yaratmaq üçün istifadə edilmişdir. Yataq faylları ilk olaraq bedtools dəstindən (v2.25.0) istifadə edərək çeşidləndi və bedGraph fayllarına çevrildi. bedGraph faylları daha sonra bedGraphToBigWig (v4) istifadə edərək bigWig fayllarına çevrildi. 5′ ss və 3′ ss bölgələri (ss, introna 200 nukleotid və ekzona 50 nukleotid daxildir) nəzərə alındı. GC və ya AT eksonlarının və ya ən azı bir U1 ilə əlaqəli amil (məsələn, SNRPC, DDX5/17 və SNRNP70) və ya ən azı bir U2 ilə əlaqəli amil (məsələn, U2AF2, SF3B4, SF1 və SF3A3) tərəfindən aktivləşdirilmiş ekzonların nisbətləri ) 5′ ss və 3′ ss bölgələrinin hər bir nukleotid mövqeyində CLIP pik siqnalları ilə hesablanmışdır.

MNase məlumat dəstlərinin və RNAPII, H3 və histon markası ilə əlaqəli ChIP-seq verilənlər dəstlərinin təhlili

ChIP-seq və ya MNase-seq verilənlər bazası Cistrome, ENCODE və GEO verilənlər bazalarından bərpa edildi (Əlavə fayl 1: Cədvəl S1). Əhatə faylları (BigWig) birbaşa Cistrome-dən və RNAPII ChIP-seq-dən ENCODE-dan endirilib. Əhatə faylı Cistrome verilənlər bazasından gəldisə, qeydlər hg38-dən hg19-a qaldırıldı. Əks təqdirdə, evdə hazırlanmış boru kəmərləri ilə analiz üçün xam məlumatlar endirildi. Oxumalar Cutadapt 1.16 (seçimlər: -m 25) istifadə edərək minimum 25b uzunluqda kəsildi və süzüldü, minimum keyfiyyət 20 (-q 20) üçün 3′ ucunda kəsildi və sonra minimum 25b (-m) uzunluğunda süzüldü. 25). İşlənmiş oxunuşlar Bowtie2 2.3.3 (seçimlər: --çox həssas --fr -I 100 -X 300 --no-qarışıq) ilə hg19-a uyğunlaşdırıldı və samtools görünüşü 1.6 ilə 10-dan yuxarı xəritə keyfiyyəti üçün süzüldü (seçimlər: - b -q 10). Yalnız sonikasiyadan istifadə etməklə yaradılan ChIP-seq təcrübələri üçün dublikatlar ev alətləri ilə silindi, o, koordinatları və CIGAR-ı yoxlayan Oxu və oxu 2 adapter ardıcıllığını qoşalaşmış ardıcıllıqdan istifadə edərsə. Oxumalardan fraqmentlər yenidən quruldu və fraqmentləri əhatə edən fayllar MACS2 2.1.1.20160309 (seçimlər: -g hs -B) istifadə edərək quruldu. Genlər üzrə ChIP/MNase-seq metaplotları fraqmentin əhatə dairəsinin bərpası ilə yaradılıb (promotor – TSS birinci eksonundan 1500b/+ 500, daxili ekzonlar və intronlar: annotasiyanın koordinatlarına uyğun olaraq birləşmə faktoru ilə tənzimlənən eksonlar – 100/ Mərkəzdən + 100 və ya 500b introna və 50b ekzona birləşən yerdən [MNase və H3] bütün gen: annotasiyaların koordinatlarına görə və annotasiyadan - 200/+ 200). RNAPII əhatəsi vəziyyətində, yalnız müvafiq hüceyrə xəttində tənzimlənən ekzonlar və ya onların hosting genindən annotasiya nəzərə alındı. Daxili ekzonlar və intronlar üçün eyni gendən olan şərhlərin əhatələri onların genomik sırasına uyğun olaraq birləşdirildi. Annotasiyaların koordinatlarına uyğun olaraq bərpa edilmiş əhatə dairələri 1000 qutuya bölünmüşdür. İlk 199 qutu “daxili ekzonlar” və ya intronlar promotorun təsirinə məruz qalan siqnalları göstərməmək üçün çıxarıldı. Metaplotlar hər mövqedə və ya qutuda qeydlər üzrə orta əhatə dairəsini hesablamaqla qurulmuşdur. Statistikalar hüceyrə xəttinə xas olan iki qrupun annotasiyalarında orta əhatə dairəsini Wilcoxon testi ilə müqayisə etməklə aparılmışdır. Şəkil 5d-də hər bir tənzimlənən ekzon üzrə orta əhatə dairəsi (mərkəzdən - 100/+ 100) hesablanmışdır. Hər bir ChIP-seq təcrübəsi üçün ortaların nisbəti (“GC” - “AT”/max(“GC”, “AT”)) hesablanmış və Şəkil 6c-də qutu xəttini qurmaq üçün istifadə edilmiş və statistika hesablanmışdır. AT eksonları ilə müqayisədə GC-nin hər eksperimentinin orta hesabla Wilcoxon testi ilə.

İzoxorlar, LAD-lar, TAD-lar və CLIP-seq verilənlər bazası təhlilləri

İzoxorların, LAD-ların və TAD-ların xromosom koordinatları əvvəlki nəşrlərdən və ya GEO-dan bərpa edilmişdir (bax. Əlavə fayl 4: Cədvəl S3). bedtool intersect əmri hər bir ekzonun aid olduğu izoxor və TAD və LAD bölgələrini müəyyən etmək üçün istifadə edilmişdir. Hər bir şərh edilmiş izoxorda, LAD və ya TAD-da mövcud olan GC faizi və eksonların sayı (GC- və ya AT eksonları) hesablanmışdır (Əlavə fayl 4: Cədvəl S3).

TAD səviyyəsində statistik təhlil

Eksonları hosting TAD-larına uyğun olaraq etiketlədikdən sonra (yuxarıda və Əlavə fayl 4: Cədvəl S3-ə baxın) biz müxtəlif splays ilə əlaqəli xüsusiyyətlərin TAD-lar arasında bərabər paylanıb-paylanılmadığını yoxladıq. Biz TAD-ların ölçüsünü (yəni, yerləşdirilən eksonların sayını) hesablayarkən, ikidən çox budaq nöqtəsi olan ekzonların sayına və ya U1 və U2 eksonlarının sayına qarışıq təsir kimi TAD-ların müxtəlif xüsusiyyətlərini modelləşdirdik. Modellər R proqramında ailə = binomial ilə glmer funksiyasından (paket lme4 [1]) istifadə edilməklə həyata keçirilmişdir (bax. Əlavə fayl 3: Şəkil S7). TAD-ların təsirini yoxlamaq üçün ehtimal nisbəti testindən (R proqramı, test = “Chisq” ilə funksiya anova) istifadə edilmişdir. Eyni prosedur, TNA motivlərinin və T ilə zəngin aşağı mürəkkəblik ardıcıllığının TAD-larındakı sayını modelləşdirmək üçün R-də glmer.nb (paket lme4) funksiyası ilə istifadə edilmişdir. Eyni prosedur, TAD-larda MFE dəyərlərini modelləşdirmək üçün R-də lmer (paket lme4) funksiyası ilə istifadə edilmişdir.

Hüceyrə mədəniyyəti, transfeksiyalar, RNT hazırlığı və RT-(q)PCR

İnsan MCF-7 və HeLa hüceyrə xətləri 10% FBS, 1% qlutamin və 1% penisilin/streptomisin ilə tamamlanan DMEM mühitində (GIBCO) yetişdirildi. Hüceyrələr istehsalçının göstərişlərinə uyğun olaraq Lipofektamin RNAiMax (Thermo Fisher) istifadə edərək tərs transfeksiya edildi. Otuz nanomolyar siRNA, intronik ardıcıllığı hədəf alan 100 nM 2′-O-metilləşdirilmiş antisens RNT oliqonukleotidləri (AON) ilə qarışdırıldı. Transfeksiyadan 48 saat sonra hüceyrələr yığıldı və ümumi RNT TriReagent istifadə edərək təcrid olundu. İstehsalçının göstərişlərinə uyğun olaraq 1,5 μg ümumi RNT DNT-lə işlənmiş və Maxima First Strand cDNA Kit (ThermoFisher) istifadə edərək retro-transkripsiya edilmişdir. RT-PZR reaksiyaları 12,5 ng cDNA və 0,5 U GoTaq® DNT polimerazadan (Promega) istifadə etməklə həyata keçirilmişdir. qRT-PCR reaksiyaları 7,5 ng cDNA və SYBR® Premix Ex Taq (Takara) istifadə edərək həyata keçirilib. Qeyri-spesifik məhsulların mövcudluğunu istisna etmək üçün ərimə əyrilərinə nəzarət edildi. Nisbi DNT səviyyələri ΔΔCt metodu ilə hesablanmışdır (texniki dublikatlardan və ya üçlüklərdən əldə edilən orta Ct-dən istifadə etməklə). siRNA, AON və primer ardıcıllıqları Əlavə fayl 1-də verilmişdir: Cədvəl S1. Hüceyrə xətləri ATCC tərəfindən təsdiqləndi.


2-ci hissə: RNT-də var: RNT-DNT fərqlərinin tədqiqi

00:00:07.13 Salam.
00:00:08.13 Mən Vivian Cheungam.
00:00:09.13 Mən Howard Hughes Tibb İnstitutunun müstəntiqiyəm və uşaq nevrologiyası professoruyam
00:00:14.12 Miçiqan Universitetində Həyat Elmləri İnstitutunda.
00:00:19.09 Bu, mənim üç hissəli seriyamın ikinci hissəsidir, burada danışacağımız yer,
00:00:24.18 RNT.
00:00:26.01 Beləliklə, mən deyəndə ki, bu, bizim RNT-mizdədir, mən RNT ardıcıllığının olduğunu nəzərdə tuturam
00:00:32.21 DNT şablonları ilə eyni olmayan.
00:00:36.03 Artıq məlum olanları düşünsək, bəlkə də bu o qədər də təəccüblü deyil.
00:00:41.18 Beləliklə, 1980-ci illərin sonlarında Robert Benne qrupu sidik əlavələri və silinmələri təyin etdi
00:00:50.04 Tripanosomların mitoxondrial RNT-sində.
00:00:52.17 Və bunlar DNT-də kodlaşdırılmır, buna görə də bunlar Biz yalnız RNT-yə əlavə olunur, lakin şablonlaşdırılmır
00:01:00.00 DNT ilə.
00:01:01.12 O vaxtdan bəri, RNT ardıcıllığının özlərindən fərqli olan başqa nümunələri də var.
00:01:06.19 DNT şablonları.
00:01:07.19 İnsanda biz iki deaminaz ailəsini bilirik -- APOBEC və ADAR -- onların deaminasiyası
00:01:19.20 sitozin və adenozini uridin və inozinə çevirir.
00:01:25.06 Və son illərdə mənim qrupum RNT ardıcıllığının fərqli olduğu əlavə növləri müəyyən etdi.
00:01:33.06 DNT şablonundan.
00:01:34.24 Bunlar heç bir məlum mexanizmlə vasitəçilik edilmədiyi üçün biz onlara təsviri olaraq istinad edirik
00:01:40.19 RNT-DNT ardıcıllığı fərqləri və ya qısaca RDD kimi.
00:01:46.20 Beləliklə, məlum olan nümunələrlə başlayaq.
00:01:52.10 Beləliklə, APOBEC alır. biri çox yaxşı xarakterizə olunur
00:02:01.09 misal apolipoprotein B-dədir. Beləliklə, apolipoprotein B-də bağırsaqda bir sitidin var.
00:02:09.09 APOBEC olan hüceyrələr, bu CAA UAA-ya çevrilir.
00:02:14.20 Və bu halda, 48 kiloDalton apolipoprotein B verir, çünki UAA dayanmağı kodlayır
00:02:22.23 kodon, beləliklə, siz 48 kiloDalton olan daha qısa bir protein əldə etdiniz və bu vacibdir
00:02:29.10 chylomicrons üçün xolesterolu bağırsaqdan qana daşımaq.
00:02:34.14 Bu prosesə malik olmayan digər hüceyrələrdə, qaraciyərdə tam uzunluqlu apolipoprotein var.
00:02:41.24 B apolipoprotein B zülalının 100 kiloDalton forması və bu protein ilə sona çatır.
00:02:49.10 LDL-nin qaraciyərdəki LDL reseptoruna bağlanması, emal edilməsi və sərbəst buraxılması üçün vacibdir.
00:02:56.20 xolesterin.
00:02:57.20 Beləliklə, gördüyümüz kimi. bu formaların hər ikisi vacibdir və buna görə də bu redaktə vacibdir
00:03:02.07 də vacibdir.
00:03:05.13 Digər nümunələrə bu ADAR deaminaz ailəsi vasitəçilik edir.
00:03:10.13 ADAR deaminaz ailəsi APOBEC-dən daha çox hədəfə malikdir.
00:03:17.03 Və ADAR-ın etdiyi şey adenozin almaq və siti deaminasiya etməkdir. adenozin inozinə çevrilir.
00:03:26.04 İnosinin quruluşuna baxsanız, əslində guanosine çox oxşardır.
00:03:32.06 Və əslində. inozin sitozinlə qoşalaşmış əsasdır və inozin kimi oxunur.
00:03:40.16 tərcümə maşını ilə guanozin kimi.
00:03:43.12 Beləliklə, mən bunlara A-to-I redaktə kimi istinad etsəm də, mahiyyətcə, funksional olaraq, onlar
00:03:50.14 A-to-G redaktəsi, buna görə də mən bunlara bir-birini əvəz edəcəm, ya A-to-I və ya A-to-G redaktəsi kimi.
00:04:00.05 ADAR vasitəçiliyi ilə düzəliş bütün metazoanlarda olur.
00:04:03.09 Siçanlarda ADAR-ın nokautu ya embrion ölümcül olur, ya da onların ağır nevroloji xəstəlikləri var.
00:04:11.11 xəstəliklər.
00:04:12.18 Bir nümunə reseptorların AMPA ailəsindədir, o cümlədən. glutamat reseptoru da daxil olmaqla,
00:04:20.00, burada CAG bir CGG-yə düzəldilir.
00:04:25.08 Və bu, bir glutamini argininə çevirir.
00:04:29.08 Və bu, AMPA reseptoruna kalsium axınının qarşısını almağa imkan verir və buna görə də neyronlara,
00:04:36.12 Eksitotoksisitenin qarşısını almaq üçün adətən bu AMPA reseptorlarına malikdir.
00:04:42.08 Reseptorların glutamat ailəsindən başqa, digər kanallar və reseptorlar da var.
00:04:52.21 RNT redaktəsi və bura kalsium kanalları və ya kalium kanalları və redaktə
00:05:00.02 serotonin reseptorları kimi reseptorlarda da olur.
00:05:04.21 Və bütün bunlar neyronların normal funksiyaları üçün vacibdir.
00:05:11.21 Bir neçə il əvvəl, laboratoriyamızdan bəri yüksək məhsuldarlıqlı sıralama texnologiyası mövcud olduqdan sonra
00:05:18.01 gen ifadəsinə təsir edən DNT ardıcıllığını müəyyən etməkdə maraqlıdır, biz çox idik
00:05:24.06 Eyni texnologiya platformasından istifadə edərək DNT və RNT-ni sıralaya biləcəyimiz yolları öyrənməyə can atırıq.
00:05:31.00 Beləliklə, hüceyrələri aldığımız sadə bir təcrübə edəcəyimizi düşündük. eyni hüceyrələr.
00:05:36.11 DNT-ni çıxarın, RNT-ni çıxarın və həm DNT sıralamasını, həm də RNT ardıcıllığını həyata keçirin və
00:05:42.14 sıralama texnikamızı yoxlamaq üçün bir yol, biz eyni olanları müqayisə edəcəyimizi düşündük.
00:05:47.18 Həmin nəticələr. təbii ki, DNT və RNT eyni hüceyrədən olduğu üçün gözləyirik
00:05:53.01 bir neçə A-to-G redaktəsi və ya C-to-U redaktəsi istisna olmaqla, onların mahiyyətcə eyni olması
00:06:00.08 saytlar.
00:06:01.08 Lakin, bizim təəccübümüzə görə, tapdığımız şey fərqli olan minlərlə sayt idi. harada RNT
00:06:07.10 ardıcıllıqlar müvafiq DNT-dən fərqlənir.
00:06:10.07 Hətta A-to-G tanınmış saytlar üçün gözlədiyimizdən daha çox şey var.
00:06:17.22 Beləliklə, bir şəkildə deyə bilərsiniz ki, RNT ardıcıllığının olub-olmaması ilə bağlı olduqca sadə bir sualımız var.
00:06:24.08 onların müvafiq DNT-ləri ilə eynidir.
00:06:28.08 Ancaq sual sadə olsa da, həllini tapmaq üçün əslində
00:06:32.10 o qədər də sadə deyil.
00:06:33.23 Bir genom çox böyükdür, uzunluğu təxminən 3 milyard nukleotiddir.
00:06:38.24 Və. oxunan hər bir ardıcıllığın uzunluğu yalnız, ən çoxu, bir neçə yüz nukleotiddir.
00:06:44.23 Beləliklə, RNT-mizi müvafiq DNT-mizlə müqayisə etmək üçün biz bacarmalıyıq
00:06:50.10 bizdən əvvəl oxunan bütün ardıcıllığı, milyonlarını, vahid bir şəkilə yığmaq
00:06:56.09 onları müqayisə edə bilər.
00:06:57.24 Bu, bir şəkildə, iki tapmacanı müqayisə etmək istəyirsinizsə, çox oxşardır.
00:07:02.24 Siz onları müqayisə etmədən əvvəl tapmacanın bütün hissələrini toplamalısınız.
00:07:06.19 Eynilə, biz əvvəl RNAseq-dən, eləcə də DNAseq-dən oxunan bütün ardıcıllığı toplamaq məcburiyyətindəyik.
00:07:12.22 biz onları müqayisə edə bilərik.
00:07:16.02 Və bu ardıcıllıq yığıncaqlarını yerinə yetirməyimiz olduqca mürəkkəb bir dəstdən ibarətdir.
00:07:22.15 Əvvəllər dərc etdiyimiz analiz addımları və mən sizinlə burada onları keçməyəcəyəm.
00:07:28.08 Bunun əvəzinə, edəcəyim şey bəzi əsas addımları qeyd etməkdir.
00:07:32.15 Müəyyən bir yerdə DNT ardıcıllığına və RNT ardıcıllığına əmin olmağımız üçün
00:07:38.10 onları müqayisə etməyimizi əmr edin, biz yalnız ən azı on yüksək keyfiyyətə malik olanları müqayisə edirik
00:07:44.08 həmin saytları əhatə edən oxunur, buna görə də biz həmin saytın ardıcıllığından əminik.
00:07:48.21 Və DNT tərəfi üçün onların yalnız homozigot saytlar olduğuna əmin olmaq istəyirik, ona görə də biz
00:07:54.15 heç bir SNP-yə və ya ardıcıllıq variantları olan saytlara baxmayın.
00:07:58.24 Və RDD çağırmağımız üçün bu RNAseq oxunuşlarının ən azı 10%-i fərqli olmalıdır
00:08:06.04 müvafiq DNT-dən və bu 10% ən azı iki fərqli ilə təmsil olunmalıdır
00:08:11.15 oxundu.
00:08:13.13 Bundan əlavə, biz iki şəxsin eyni RDD-yə malik olmasını tələb edirik.
00:08:19.14 Beləliklə, sizə bir nümunə verim.
00:08:22.24 Burada bir ribosomal zülal var, burada DNAseq-dən 56 oxunması onun G olduğunu göstərir.
00:08:30.15 biz tam əminik ki, bu şəxsin bu saytda həqiqətən yalnız G var.
00:08:35.04 Sonra, müvafiq RNT-də 153 oxunuş olduğunu gördük.
00:08:40.15 Biz uyğun gələn G-ni tapdıq. altında yatan DNT tərəfindən kodlanmış, belə ki, var
00:08:46.22 Həmin G-dən 137-si oxuyur.
00:08:48.13 Lakin, əlavə olaraq, T ardıcıllığı ilə 16 oxunu görürük.
00:08:52.20 Bu T, şübhəsiz ki, DNT tərəfindən kodlaşdırılmır, buna görə də biz bunu G-to-T RDD adlandıracağıq.
00:09:02.29 Bunlar, şübhəsiz ki, təəccüblü tapıntılardır, buna görə də biz daşıdıq
00:09:06.03 gördüklərimizin həqiqətən RNT olduğuna əmin olmaq üçün bir sıra eksperimental analizlər
00:09:13.06 müvafiq DNT-dən fərqli ardıcıllıqlar.
00:09:16.02 Əmin olmaq istədiyimiz bir şey odur ki, biz həm RNAseq oxuduqlarını, həm də
00:09:21.06 DNAseq düzgün oxuyur, onlar həqiqətən yalnız unikal saytlardadır, biz istəmirik
00:09:26.03 genomun bir bölgəsindəki bir RNT seqsini çox oxşar, lakin fərqli ilə müqayisə etmək
00:09:31.23 DNAseq genomun başqa bir hissəsindədir, buna görə də bunlar tamamilə yalnız birində xəritəçəkmə olmalıdır
00:09:38.04 sayt və buna görə də unikaldır. genomda.
00:09:42.08 Bunu etmək üçün. belə ki, biz harada bu misal götürək.
00:09:45.03 X ilə işarələnmiş RDD saytım var.
00:09:48.11 Həmin RDD saytının önünə bir primer qoyuruq və primer genişləndirilməsi edirik.
00:09:54.11 Biz ortaya çıxan ardıcıllığı götürürük və klonlayırıq və onları Sanger ardıcıllığı ilə sıralayırıq.
00:10:01.16 Sonra ortaya çıxan klonları götürürük və onların genomuna qaytarırıq ki, onların
00:10:07.18 yalnız bir bölgəyə xəritə.
00:10:10.10 Və s. məsələn, birinci sətirdə burada G-to-A RDD var.
00:10:16.19 İrəli istiqamətdə 31 klonu və əks istiqamətdə 9 klonu sıraladıq və
00:10:23.01 Onların hamısı həmin xromosom 1 bölgəsinin xəritəsini çəkir, ona görə də biz bunun xəritələşdirilməsini dəqiq bilirik
00:10:28.06 genomun unikal və yalnız bir hissəsinə.
00:10:31.08 Biz bunu bütün saytlar üçün etdik, beləliklə göstərdik ki, həqiqətən də RDD-lərimiz unikaldır
00:10:36.17 genomun hissələri.
00:10:39.24 Doğrulama üçün istifadə etdiyimiz ikinci addım tərs transkripsiyanı yoxlamaqdır.
00:10:45.14 Beləliklə, biz bir DNT alırıq, məlum ardıcıllığın DNT-sini idarə edirik, edirik. sonra onları RNT-yə köçürməklə
00:10:53.09 in vitro transkripsiya, əldə edilən RNT-ləri götürün və onları tərs transkripsiyaya qoyun
00:10:59.18 və ardıcıllıq.
00:11:01.04 Bir RNT nümunəsi ilə etdiyimiz kimi.
00:11:05.15 Bu nəticələrdən biz bilirik ki, əks transkripsiya xətası dərəcəsi yalnızdır. azdır
00:11:11.12 0,2% -dən çox, RDD tezliyindən çox aşağıdır, buna görə də əks transkripsiyanı təklif edir
00:11:18.08 xətası RDD tapıntılarımızı izah etmir.
00:11:24.17 Əlbəttə ki, ardıcıllıq xətası çox kontekstdən asılıdır, ona görə də RDD-lərin tapılmadığından əmin olmaq istəyirik
00:11:31.09 Xüsusilə yüksək ardıcıllıqla səhv nisbətləri olan saytlarda, onların xüsusilə çətin olduğunu
00:11:36.17 ardıcıllıqla, məsələn.
00:11:38.10 Beləliklə, etdiyimiz şey RDD saytını əhatə edən bölgələri götürmək və bu ardıcıllıqlara baxmaq idi
00:11:44.24 diqqətlə.
00:11:46.02 Və etdiyimiz şey idi. aşkar edildi ki, çox az səhvlər, sıralama səhvləri var
00:11:51.21 həmin RDD saytları, beləliklə, yenə də ardıcıllıq səhvinin RDD tapıntılarımızı izah edə bilməyəcəyini təklif edir.
00:11:58.23 Ancaq əmin olmaq üçün biz də eyni hüceyrələrə qayıtdıq, DNT-ni yenidən çıxardıq, yenidən çıxardıq.
00:12:05.09 RNT və onları müxtəlif üsullardan istifadə edərək, həm Sanger sıralaması, həm də pirosekvensiya ilə sıraladı,
00:12:12.00 və damcı rəqəmsal PCR ilə.
00:12:14.13 Və bu nəticələrin hər biri üçün biz belə nəticəyə gəldik ki, ən çox, saxta kəşf nisbəti
00:12:20.16 RDD identifikasiyamız bir qədərdir. 10%-dən azdır, 1-7% arasındadır.
00:12:27.10 Beləliklə, RDD-mizin əksəriyyəti müxtəlif üsullarla təsdiqlənə bilər.
00:12:32.12 Beləliklə, indi sizə bu RDD-lər haqqında bir az məlumat verəcəyəm.
00:12:35.24 Tapdığımız şey, fərdlər arasında böyük bir ardıcıllığın olması idi.
00:12:41.04 Beləliklə, məsələn, bir şəxsdə C-dən A RDD görsək, C-to-A RDD-ni görəcəyik.
00:12:47.14 digər şəxs də C-to-G və ya C-to-U RDD olmayacaq.
00:12:52.18 Beləliklə, nəticədə, fərdlər arasında RDD növlərinə baxdığımızda, onlar çox oxşardır,
00:12:59.07 buradakı dörd nümunə ilə göstərildiyi kimi.
00:13:03.09 Beləliklə, həqiqətən çox sayda RDD varsa, onları RNT ardıcıllığı verilənlər bazasında görə bilməliyik.
00:13:14.13 Beləliklə, bu ifadə edilmiş ardıcıllıq etiketləri, mahiyyətcə, ardıcıllıqla cDNA klonlarıdır.
00:13:19.18 Beləliklə, biz bu EST klonları ilə verilənlər bazalarına baxdıq və həqiqətən də bu RDD-ləri tapdıq.
00:13:26.08 Beləliklə, məsələn, burada, ilk nümunədə A-to-C olduğu bir istilik şoku zülalı var.
00:13:33.06 RDD.
00:13:34.06 Baş və boyun nümunələrindən EST-də DNT tərəfindən kodlaşdırılmayan C formasını görürük.
00:13:40.23 B hüceyrə nümunələri və mən sizə slaydın qalan hissəsində göstərirəm, burada, bəzi digər RDD-ləri
00:13:46.03 EST verilənlər bazasında sadəcə yalançı tapdıq.
00:13:52.00 İcazə verin, söhbətimin birinci hissəsində danışdığım variasiyaya qayıtyım.
00:13:58.00 Orada danışdım. gen ifadəsində çoxlu fərdi fərqlər var
00:14:02.24 səviyyələri.
00:14:03.24 Burada RDD səviyyəsinin fərdlər arasında necə dəyişdiyi haqqında daha çox danışmaq istəyirəm.
00:14:09.15 Beləliklə, bu nümunədə ilk dəfə B hüceyrələrində müəyyən edilmiş A-to-G RNT redaktə saytıdır.
00:14:17.09 Sonra 3 fərddən beyin korteksinə, 3 fərddən 4 dəri nümunəsinə, qaraciyərə və
00:14:24.18 başqa 3 şəxsin əzələləri.
00:14:27.12 A-to-G redaktəsinin bütün nümunələrdə tapıldığını gördük, buna görə də bu, bütün fərqli nümunələrdə tapıldı
00:14:34.01 hüceyrə növləri, eləcə də müxtəlif fərdlər.
00:14:37.07 Lakin B hüceyrələri, beyin qabığı və beyin korteksi arasında redaktə səviyyələrində kifayət qədər fərq var.
00:14:43.02 sünnet dəriləri -- onlar daha aşağıdır -- halbuki biz qaraciyər və əzələlərdə daha yüksək düzəliş görürük.
00:14:48.10 Və nümunələrin hər biri, burada, orada. bu 3 fərddə edilir və biz bəzi fərdi görürük
00:14:53.11 də fərqlər.
00:14:55.13 Biz bunu təkcə burada göstərilən RNT redaktəsində deyil, həm də RNT redaktəsinin digər növlərində görürük.
00:15:01.15 və digər saytlarda və digər RDD nümunələrində də.
00:15:07.02 Danışığımın birinci hissəsində qısaca qeyd etdiyim kimi, fərdi fərqlər də var
00:15:14.24 RNT redaktəsi və RDD səviyyələrində.
00:15:18.08 Və hər bir fərdi redaktə səviyyəsi, RDD səviyyəsi, qara nöqtə kimi göstərilir, ona görə də görürük ki,
00:15:24.03 Bəzi şəxslər, bir saytda 40% redaktə və ya RDD ola bilər.
00:15:28.22 Digər fərdlərdə 100% ola bilər.
00:15:33.16 Biz genetik cəhətdən eyni olan fərdlərə, məsələn, əkizlərə baxdıqda görürük ki,
00:15:38.17 əkizlər çox böyükdür. əslində olduqca oxşarı var. Bu vəziyyətdə RDD səviyyəsi T-to-C insanlardan daha çoxdur
00:15:46.06 əlaqəsi olmayanlar.
00:15:49.13 Beləliklə, burada göstərdiyim şey budur.
00:15:54.13 Eyni DNT ardıcıllığına malik olsaq da, fərqli bir RNT transkriptinə sahib ola bilərik
00:16:00.23 sadəcə RNT səviyyəsində ardıcıllığı dəyişdirərək.
00:16:05.11 Lakin, zülal səviyyəsinə gedə bilərmi?
00:16:07.24 Bu bir növ. biri. bir növ vacib sualdır.
00:16:11.02 Beləliklə, DNT-də və bəzilərində G-ni gördüyümüz bu ribosom zülalına qayıdaq.
00:16:19.04 G-nin T-yə çevrildiyi RNT transkriptləri. Və bu, kodlaşdırma bölgələrindədir.
00:16:27.02 Bu ribosomal gen, bir alanini serinə çevirir.
00:16:31.05 Əhəmiyyətli sual budur ki, biz bu ribosomun həm alanin, həm də serin formasını görürükmü?
00:16:36.15 zülal?
00:16:37.15 Beləliklə, DNT-ni sıraladığımız və deyək ki, RNT-ni sıraladığımız eyni hüceyrələr üçün nə etdik
00:16:42.10 da kütləvi spektrometriya ilə dərin proteomik analiz edildi.
00:16:47.16 Beləliklə, kütləvi spektrometriyadan biz həqiqətən həm alanini, həm də serin formasını tapdıq
00:16:54.14 bu ribosom zülalının.
00:16:56.15 Beləliklə, bu RDD-lərin həqiqətən protein səviyyələrinə yayıldığını göstərir.
00:17:01.14 Mən sizə bunu bir nümunə göstərirəm, lakin RDD-lərin olduğu bu nümunələrin çoxu üçün
00:17:06.11 kodlaşdırma bölgələri, biz həqiqətən tərcümə olunan iki protein izoformunu tapırıq.
00:17:12.14 Beləliklə, bundan başqa. bu RDD-lərin bizim ərazimizdə olduqca geniş olduğunu göstərdikdən sonra
00:17:21.08 hüceyrələr, digər qruplar da müəyyən etdikləri bu RDD-lərin nümunələrini tapdılar və verdilər.
00:17:29.01 Beləliklə, xülasə olaraq, sizə göstərdiyim şey var. bütün 12 növ RNT-DNT ardıcıllığı
00:17:35.06 fərqlər insan hüceyrələrində tapılır və eksonları kodlayan RDD-lər bu dilə çevrilir
00:17:42.08 zülallar və RNT redaktəsində, eləcə də RDD səviyyələrində fərdi fərqlər var.
00:17:49.07 Mən bütün bunları etiraf etmək istərdim. işi aparan laboratoriyamdakı şəxslər də
00:17:56.06 Pensilvaniya Universitetində, Kornell Universitetində, NIH-də əməkdaşlarımız kimi
00:18:03.19 Con Hopkins Universitetində.


Bu gen ardıcıllığında kiçik nukleotidlər nə deməkdir? - Biologiya

Bu günün qabaqcıl texnologiyası həqiqətən sənaye miqyasında DNT ardıcıllığını həyata keçirə bilər. Tədqiqat partlayıcı sürətlə yeni məlumatlar yaradır. Sahəsi hesablama genomikası riyazi modellər və kompüter alqoritmləri vasitəsilə bu məlumat selindən bioloji "anlayış" təmin etməyə çalışır. DNT biologiya üçün çox əsas olduğundan, bu sahədəki irəliləyişlər tibb və kənd təsərrüfatına təsir göstərəcək və biologiya ilə bağlı bir çox sualımıza dair fikirləri təkmilləşdirəcək.

3. Fon

3.1 Genom və DNT

A genom orqanizmin genləri də daxil olmaqla, orqanizmdəki bütün DNT-dir. A gen bütün orqanizmlərin ehtiyac duyduğu bütün zülalları hazırlamaq üçün məlumat daşıyır. Bu zülallar, digər şeylərlə yanaşı, orqanizmin necə göründüyünü, necə davrandığını və infeksiyalarla mübarizə apardığını müəyyən edir.

DNT dezoksiribonuklein turşusu üçün qısadır. adlı oxşar kimyəvi maddələr qrupu nukleotidlər DNT təşkil edir. Dörd növ nukleotid də adlanır əsaslarAdenin, Sitozin, Quanin və Timindir. Dörd əsasa ilk hərfləri ilə istinad edəcəyik, A, C, G, və T. Bu əsaslar bir genomda milyonlarla və ya milyardlarla dəfə təkrarlanır. Məsələn, insan genomunda üç milyard cüt əsas var. DNT ikiqat spiral əmələ gətirir. İkiqat spiral bir-birinə bağlanan və spiral formaya çevrilən iki DNT zəncirinə malikdir. Sarmaldakı bir ip digərini "tamamlayır". Bir ipi bilmək, tamamlayıcı ipi unikal şəkildə müəyyən etməyə imkan verir. Buna görə də, yalnız bir DNT zəncirinin nəzərə alınması bəzi tətbiqlərdə heç bir vacib məlumatı atmır. Xüsusi sifariş As, Cs, Gs, və Ts həyatın bütün müxtəlifliyinin əsasını təşkil edir. Fərqli sifarişlər insanları, milçəkləri, düyüləri və s. yaradır!

3.2 Kompüter aliminin DNT ardıcıllığına baxışı

Kompüter alimləri DNT ardıcıllığını dörd simvoldan ibarət əlifba dəstindən bir sətir kimi düşünürlər: A, C, G, və T. 26 simvoldan ibarət ingilis əlifbası kimi, sıra çox vacibdir. Məsələn, ingilis telləri yoldaş, ət, ram etmək, və komanda əlbəttə ki, fərqli şeylər deməkdir!

3.3 DNT ardıcıllığının təhlili
  • Fərq Oxşarlıqları araşdırmaq üçün müxtəlif növlərdən və ya bir növün genomunun müxtəlif yerlərindən fərqli DNT ardıcıllıqlarını müqayisə edin. Çox oxşar DNT ardıcıllığı oxşar funksiyaları yerinə yetirən oxşar zülalları kodlayır.Bioloqlar yeni kəşf edilmiş genləri bütün məlum DNT ardıcıllığı ilə müqayisə edir və yeni genin yaxından bənzədiyi genlərlə eyni şəkildə fəaliyyət göstərdiyini fərz edirlər.
  • Statistika Xüsusi əsasların tezliklərini və ya əsasların ardıcıllığını tapın (məsələn, sayı As və ya alt sətirin neçə dəfə sayı ATA görünür). Tezliklər vacibdir, çünki müxtəlif əsaslar arasındakı bağlar fərqli güclərə malikdir.

4. DNT ardıcıllığının təhlili proqramı

4.1 Əks tamamlayıcını təyin edin
4.2 Bazaların tezliklərini hesablayın

  • the nisbi tezlik hər bir bazadan. Bazanın nisbi tezliyi bazanın baş vermə sayının ardıcıllıqdakı əsasların ümumi sayına bölünməsidir. Məsələn, AGTAGCAT ardıcıllığında, əsas T 0,25 nisbi tezliyə malikdir.
    Funksiya yazın vahidtezlik yuxarıdakı tapşırığı yerinə yetirmək üçün. Funksiyavahidtezlik giriş arqumenti kimi bir sətir götürür və dörd tezlikdən ibarət vektoru qaytarır.

4.3 Hamming məsafəsini təyin edin
4.4 Çəkili məsafəni təyin edin
4.5 Proqram girişi və komponentləri
  • İnteraktiv Proqram istifadəçiyə daxil olmağı təklif etməlidir iki yalnız əsasları ehtiva edən bərabər uzunluqlu giriş sətirləri. İki giriş sətri ayrıca daxil edilməlidir.
  • Fayl Proqram faylda olan iki DNT ardıcıllığını yükləyir DNAdata.mat. Məlumat simvollar matrisi kimi təşkil edilir. İki sıra eyni uzunluğa malikdir və hər bir sıra bir DNT ardıcıllığıdır.
  • İki giriş sətirinin eyni uzunluqda olduğunu və yalnız hərfləri ehtiva etdiyini yoxlayın A, C, G, və T. Bu iki meyar yerinə yetirilmirsə, proqram faydalı səhv mesajı göstərməli və sonra onu dayandırmalıdır. Funksiya yazın yoxlama əsasları hərfləri yoxlamaq tapşırığını yerinə yetirmək A, C, G, və T. Funksiya yoxlama əsasları giriş arqumenti kimi sətir götürür və heç bir dəyər qaytarmır.
  • Hər ardıcıllıq üçün əks tamamlayıcı təyin edin. Hər bir halda, orijinal ardıcıllığı tamamlayıcı ardıcıllığın üstündə çap edin. Bütün ardıcıllığı böyük hərflərlə çap edin.
  • Hər bir giriş ardıcıllığı üçün bütün əsaslar üçün nisbi və cüt tezlikləri hesablayın və göstərin.
  • İki giriş ardıcıllığı arasındakı Hamming və çəkili məsafələri hesablayın və göstərin. Yuxarıda göstərilən əvəzetmə matrisindən istifadə edin. Həmçinin hər ardıcıllıqdakı əsasların sayını göstərin.

5. Spesifikasiyalar və nümunə

Proqramınızda qlobal dəyişənlərdən istifadə etməyin. Yuxarıda qeyd olunmayan əlavə funksiyaları yaza bilərsiniz. Proqram icraya bütün proqramı "sürüyən" M-fayldan başlamalıdır. İcra edildikdən sonra proqram aşağıda göstərilən menyunu göstərməlidir:

Girişi oxuduqdan sonra (interaktiv qeydlərdən və ya fayldan) proqram giriş sətirlərini yoxlayır və sonra giriş sətirlərinin "qanuni" olduğu halda hesablamağa başlayır. Tutaq ki, giriş sətirləri var AgTAGcATcAgtcagt, onda proqram çıxışı belə olmalıdır:

Proqram çıxışınızın eyni formata malik olmasına ehtiyac yoxdur, lakin yuxarıda göstərilənə oxşar olmalıdır.


Materiallar və metodlar

12S rRNA, tRNA Val və 16S rRNA ardıcıllığı əldə edilmişdir. Dobsonia moluccensis (16S rRNA yalnız AF179290) və Tonatia bidens (AF179288) başqa yerdə təsvir edildiyi kimi (Springer, Hollar, and Burke 1995 Springer et al. 1997)b ). Yeni interfotoreseptor retinoid bağlayan zülal (IRBP) ekson 1 ardıcıllığı əldə edilmişdir. Eretizon dorsatum (AF179292), Tapirus pinchaque (AF179294) və Vulpes velox (AF179293) aşağıdakı Stanhope et al. (1992, 1996). Bu və digər genlər üçün əlavə ardıcıllıqlar GenBank-dan çıxarılıb. Əlavə mt genlərinə sitoxrom daxildir b, sitoxrom oksidaz II alt vahidi (COII) və NADH dehidrogenaz alt bölməsi I (ND1) bu mt zülal kodlayan genlər geniş taksonomik təmsillərinə görə seçilmişdir. Zardoya və Meyer (1996) mt zülal kodlayan genləri filogenetik cəhətdən uzaq qohumların bərpasında göstərdikləri performansa görə üç qrupa (yaxşı, orta və zəif) təsnif etdi. Analizimizə daxil edilmiş mt protein kodlayan genlərə bir gen (sitoxrom b) yaxşı qrupda və orta qrupda iki gen (COII, ND1). Əlavə nc gen ardıcıllığına α-2B adrenergik reseptorun (A2AB), aquaporin, β-kazein, γ-fibrinogen, κ-kazein, protamin və von Willebrand Faktorunun (vWF) zülal kodlaşdıran bölgələri daxildir. Nüvə genləri arasında A2AB, IRBP və vWF bütün plasenta sıralarının və marsupial qrupların nümayəndələrini əhatə edirdi. CLUSTAL W (Tompson, Higgins, and Gibson 1994) 12S rRNA-tRNA Val -16S rRNA, COII, sitoxromu uyğunlaşdırmaq üçün istifadə edilmişdir. b, ND1, A2AB, IRBP və vWF ardıcıllığı. 12S rRNA–tRNA Val –16S rRNA və COII uyğunlaşmalarının qeyri-müəyyən bölgələri analizlərdən çıxarıldı. A2AB geninin qısa qlutamik turşusu təkrar bölgəsinin də uyğunlaşdırılması çətin idi və Stanhope və digərlərindən sonra buraxıldı. (1998a) . Aquaporin məlumat dəsti Madsen et al. (1997) və Stanhope et al. (1998a), GenBank-dan əlavə ardıcıllıqla (AJ277647, AJ251100, AJ251101). β-kazein, γ-fibrinogen, κ-kazein və protamin məlumat dəstləri WHIPPO-2-dən idi (Gatesy et al. 1999), Gatesy və digərlərindən sonra uyğunlaşmanın qeyri-müəyyən bölgələri buraxıldı. (1999). Qeyri-müəyyən bölgələr çıxarıldıqdan sonra uyğunlaşdırılmış məlumat dəstləri aşağıdakı uzunluqlarda idi: 12S rRNA–tRNA Val –16S rRNA, 2,006 bp sitoxrom b, 1,152 bp COII, 675 bp ND1, 957 bp A2AB, 1,164 bp aquaporin, 333 bp β-kazein, 520 bp γ-fibrinogen, 679 bp, IRBP, 1,292 bp, IRBP, 1,292 bp, κ-58, bWp3, κ-58, bW19 . Düzəlişlər, eləcə də bütün ardıcıllıqlar üçün qoşulma nömrələri [email protected] ünvanından əldə edilə bilər.

Filogenetik analizlər mt məlumat dəsti və nc məlumat dəsti arasında 32 müxtəlif cüt müqayisə üçün aparılmışdır. Hər bir halda biz üst-üstə düşən evteriya və metateriya taksonlarının maksimum dəstindən istifadə etdik (əlavə) bəzi taksonlar kimerik idi (əlavə). Məsələn, Elephas və Loxodonta hər ikisi Proboscidea sırasındadır və bəzi müqayisələrdə Elephas üçün nüvə ardıcıllığından və Loxodonta üçün mitoxondrial ardıcıllığından istifadə etmək lazım idi. Bütün ikili müqayisələr üçün dəyişən uzunluqlu yükləmə kəməri daha kiçik məlumat dəstinin ölçüsündə yenidən nümunə götürmək üçün istifadə edilmişdir. Məsələn, A2AB və COII arasında müqayisə zamanı biz hər iki məlumat dəstini COII ölçüsündə yenidən nümunə götürdük, çünki o, iki məlumat dəstindən daha kiçik (675 bp) idi. Dəyişən uzunluqlu yükləmə kəmərinin istifadəsi bizə performansı hər qalıq əsasında qiymətləndirməyə imkan verdi. Biz, müvafiq olaraq, monofiliyanın razılaşdırıldığı dərin səviyyəli, etalon siniflərin bərpasında və mövcud sekansların mövcud fosil qeydlərinə əsaslanaraq Eosendən gec olmayan intraklade divergensiyalarını indeksləşdirməkdə müvafiq olaraq mt və nc məlumat dəstlərinin performansını qiymətləndirdik ( McKenna və Bell 1997). İstisnalardan biri Avstraliya kisəlilər sırası Diprotodontiadır ki, bunun üçün ilk fosil meydana gəlməsinə əsaslanan intraklade divergensiyaları Oliqosendir (Woodburne et al. 1993 Woodburne and Case 1996). Bununla belə, əksər işçilər Paleogen Avstraliya fosil qeydlərinin natamamlığına və molekulyar saat təxminlərinə əsaslanaraq daha erkən yaşı qəbul edirlər (Springer və Kirsch 1991 Woodburne və Case 1996 Kirsch, Lapointe, and Springer 1997 ) sonuncular ardıcıl olaraq vombatiform və Son Paleosen və ya Eosendə phalangeriform diprodotontians (Springer və Kirsch 1991 Kirsch, Lapointe, and Springer 1997). Qiymətləndirilmiş meyar sinifləri aşağıdakılardır: Carnivora (canoids + feloids), Cetacea (mysticetes + odontocetes), Cetartiodactyla (artiodaktillər + cetaceates), Chiroptera (meqachiropterans + microchiropterans), Diprotodontia (minimum phalangeria13), Eutheria, Paenungulata (hyracoids + proboscideans + sirenians), Perissodactyla (ceratomorphs + hippomorphs), Primatlar (strepsirhines + haplorhines), Ruminantia (tragulines + pecorans), + Suinassuids), və Xenartra (infraorder Pilosa + infraorder Cingulata sensu Nowak və Paradiso 1983). Chiropteran monofiliyası və paenungulate hipotezi əvvəllər sorğulanmışdı (məsələn, Pettigrew [1986] yarasa monofiliyasına etiraz etdi və Prothero və Schoch [1989] Paenungulata qarşı mübahisə etdi), lakin son iş bu qrupların lehinə inandırıcı dəstək verir (Wible və Novacek 1988). Stanhope və başqaları 1992, 1996, 1998a, 1998b Simmons 1994 Kirsch et al. 1995 Lavergne et al. 1996 Porter, Goodman və Stanhope 1996 Springer et al. 1997b, 1999). Afrotheria, Eulipotyphla, hippo + Cetacea və Rodentia bu fərziyyələr ətrafında mübahisələrə görə etalon siniflər kimi qiymətləndirilmədi. Afrotheria molekulyar məlumatlarla dəstəklənir (Stanhope et al. 1998).b ), lakin morfoloji məlumatlarla deyil (Asher 1999) Eulipotyphla (Erinaceidae + Soricidae + Talpidae + Solenodontidae Waddell, Okada və Hasegawa 1999) nüvə genləri tərəfindən dəstəklənir (Stanhope et al. 1998).b ), lakin mt genom məlumatları ilə deyil (Mouchaty et al. 2000) hippo + Cetacea molekulyar məlumatlarla dəstəklənir, lakin morfoloji məlumatlarla deyil (O'Leary və Geisler 1999) və gəmirici monofiliyası mübahisəli olaraq qalır (Graur, Hide, and Li 1991). D'Erchia et al. 1996 Reyes, Pesole, and Saccone 1998 Penny et al. 1999).

Fərdi mt və nc məlumat dəstləri arasında ikili müqayisələrə əlavə olaraq, biz birləşdirilmiş nc genlərini mt genomlarından birləşdirilmiş mt protein kodlaşdıran genlərlə müqayisə etdik. Birincisi, ən geniş taksonomik təmsili olan üç nc geni üçün birləşdirilmiş ardıcıllıqlar (A2AB, IRBP, vWF ümumi uzunluğu = 3,707 bp) mt protein kodlayan genlərlə (ümumi uzunluq = 9,828 bp) müqayisə edildi, bu müqayisə 20 üst-üstə düşən taksonu əhatə etdi və icazə verildi. Dörd etalon sinif (Carnivora, Cetartiodactyla, Eutheria və Perissodactyla) üçün dəstəyin qiymətləndirilməsi. Üst-üstə düşən taksonlar aşağıdakılardır: Bos, Canoidea (Canis, Phoca və ya Vulpes), Ceratomorpha (Ceratotherium, Diceros və ya Tapirus), Didelphis, Diprotodontia (Macropus və ya Vombatus), Equus, Erinaceus, Felis, Hippopotamus, Homo, Hystricogisa , Dasyprocta, və ya Erethizon), Muridae (Mus və ya Rattus), Mysticeti (Balaenoptera və ya Megaptera), Orycteropus, Oryctolagus, Phyllostomidae (Artibeus, Macrotus və ya Tonatia), Proboscidea (Elephas və ya Loxodonta), Soriuscomalorp və ya ), Sus və Ksenartra (Bradypus və ya Dasypus). Biz həmçinin mübahisəli Afrotheria və hippo + Cetacea hipotezlərinin dəstəyini araşdırdıq. İkincisi, nüvə birləşməsinə β-kazein, γ-fibrinogen və κ-kazeini əlavə etdik (ümumi uzunluq = 5,425 bp). Bu, aşağıdakı kimi mt və nc birləşmələri arasında üst-üstə düşən 11 taksonla nəticələndi: Bos, Canoidea (Canis, Phoca və ya Vulpes), Ceratomorpha (Ceratotherium, Dicerorhinus, Diceros və ya Tapirus), Equus, Felis, Hippopotamidae (Hexapotamus), və ya Homo, Muridae (Mus və ya Rattus), Mysticeti (Balaenoptera və ya Megaptera), Orycteropus və Sus. Bu 11 taksonla Carnivora, Cetartiodactyla və Perissodactyla etalon sinifləri, həmçinin daha mübahisəli begemot + Cetacea hipotezi üçün dəstək əldə etmək mümkün oldu. mt protein kodlaşdırma ardıcıllığının birləşməsini əldə etmək üçün Mouchaty et al. (2000) mt məlumat dəsti və əlavə etdi Loxodonta (Afrika fili AJ224821). Mouchaty və digərlərindən sonra birmənalı olmayan və boşluqlu bölgələr təhlillərə daxil edilmədi. (2000).

Filogenetik analizlərə çəkisiz və çəkili parsimoniya və logdet ilə minimum təkamül (Lockhart et al. 1994) və maksimum ehtimal məsafələri, sonuncular həm HKY85 (Hasegawa, Kishino, and Yano 1985) altında, həm də maksimum ardıcıl təkamülün GTR modelləri əsasında aparılmışdır. əvəzetmə parametrlərinin ehtimal təxminləri. HKY85 modeli də dərəcələrin qamma paylanması (Γ) üçün əlavə ehtiyatlarla istifadə edilmişdir və invariant saytların bir hissəsi (I) bu parametrlərin hər ikisi minimum uzunluqlu parsimoniya ağaclarından maksimum ehtimalla qiymətləndirilmişdir. mt protein kodlayan genlərin üçüncü kodon mövqelərinin dərin filogenetik səviyyələrdə doymuş və ya demək olar ki, məlumdur (aşağıya bax). Buna görə də biz ya sıfır çəki təyin etməklə, ya da transversiya parsimoniyasından istifadə etməklə üçüncü mövqelərin azaldılmasının təsirini araşdırdıq. Biz həmçinin mt protein kodlayan genlərlə amin turşusu parsimoniyasından istifadə etdik. Bütün təhlillərdə budaqlar ağacın ikiyə bölünməsi-yenidən birləşmə budaqlarının dəyişdirilməsi variantından istifadə edilərək dəyişdirildi. Parsimony təhlilləri hər bir təkrar üçün 10 təsadüfi daxiletmə əmrindən istifadə etdi, boşluqlar itkin məlumat kimi qəbul edildi. Bütün filogenetik analizlər PAUP, 4.0b2 və 4.0b3 versiyaları ilə aparılmışdır (Swofford 1998).

Marsupial qrupların daxil olduğu məlumat dəstləri üçün biz Eutheria daxilində üç sıradaxili/interordinal bölünmə üçün ardıcıllıq fərqinin faizlərini müqayisə etdik, bunların hamısı fosil qeydlərinə və molekulyar məlumatlara (Bos to Cetacea [Balaenoptera) əsaslanaraq 50-60 Myr aralığındadır. ] Felis to Canis Hyracoidea [Procavia] to Sirenia [Dugong]) (Garland et al. 1993 Arnason and Gullberg 1996 Springer 1997), bu eyni plasentalar və marsupial (Didelphis) arasındakı fərqlə. Sonuncu bölünmənin vaxtı müxtəlif növ məlumatlara əsaslanaraq 97-160 Myr təşkil edir, əksər təxminlər 100-130 Myr (Rowe 1993 Springer 1997 Kumar and Hedges 1998), üç plasentadaxili bölünmə üçün olduğundan təxminən iki dəfə çoxdur. Δ dəyərləri plasental-kisəli müqayisədə üç intraplasental müqayisə üçün orta qiymətə nisbətən ardıcıllıq fərqinin artması (düzəliş edilməmiş) kimi hesablanmışdır. Δ dəyərləri üç plasentadaxili parçalanmadan daha dərin, lakin marsupial-plasental parçalanmadan daha dayaz olan münasibətləri həll etmək üçün mövcud olan ardıcıllıq fərqinin miqdarını indeks edir. Üst-üstə qoyulmuş əvəzetmələrin təsirlərini vurğulamaq üçün Δ dəyərləri düzəldilməmiş məsafələrlə hesablanmışdır. Tərifinə görə düzəldilmiş məsafələr üst-üstə qoyulmuş əvəzetmələrin təsirlərini aradan qaldırmaq üçün istifadə olunur.


22.1: Gen tənzimlənməsi: Giriş

Tənzimləmə bütün qərarların qəbul edilməsi ilə bağlıdır. Beləliklə, gen tənzimlənməsi hüceyrələrin hansı genləri yandırmaq, söndürmək və ya tənzimləmək və ya azaltmaq barədə necə qərar verdiyini başa düşməkdən ibarətdir. Növbəti bölmədə hüceyrə və ya xarici amillərdəki dəyişikliklərə cavab olaraq gen ifadəsini tənzimləmək üçün hüceyrələrin istifadə etdiyi bəzi əsas mexanizmləri və prinsipləri müzakirə edəcəyik. Bu biologiya hüceyrələrin dəyişən mühitləri necə tənzimlədiyini, o cümlədən çoxhüceyrəli orqanizmlərdə bəzi hüceyrələrin müəyyən funksiyalar (məsələn, toxumalar) üçün necə ixtisaslaşmağa qərar verdiyini anlamaq üçün vacibdir.

Tənzimləmə mövzusu biologiyada həm çox dərin, həm də geniş tədqiqat mövzusu olduğundan, Bis2a-da biz hər təfərrüatı əhatə etməyə çalışmırıq - sadəcə olaraq çoxlu sayda var. Əksinə, bütün digər mövzular üçün etdiyimiz kimi, biz diqqəti (a) tənzimləmə ilə bağlı HƏR Ssenariyə yanaşdığınız zaman sahib olmalı olduğunuz bəzi əsas məntiqi konstruksiyaları və suallara diqqət yetirməyə, (b) bəzi ümumi lüğət və hər yerdə mövcud mexanizmləri öyrənməyə çalışırıq. və (c) a və b bəndlərində qeyd olunan fikirləri əks etdirən bir neçə konkret nümunənin araşdırılması.

Gen ifadəsi

Giriş

Bütün hüceyrələr genlərinin hər birinin nə vaxt və nə qədər ifadə edildiyini idarə edir. Bu sadə ifadə – sadəcə olaraq mobil davranışı müşahidə etməklə əldə edilə bilən – bizim Design Challenge rubrikasından istifadə edərək tərtib etməyə başlaya biləcəyimiz bir çox sualları gündəmə gətirir.

"gen ifadəsini" təyin etməyə çalışırıq

Bununla belə, etməli olduğumuz ilk şey, bir genin "ifadə edilmiş" olduğunu söylədikdə bunun nə demək olduğunu müəyyən etməkdir. Əgər gen bir zülalı kodlayırsa, əsaslı şəkildə təklif oluna bilər ki, genin "expressiyası" nə qədər funksional zülalın əmələ gəldiyini bildirir. Bəs gen zülalı deyil, bəzi funksional RNT-ni kodlayırsa? Sonra, bu halda, "ifadəsi funksional RNT-nin nə qədər edildiyini ifadə edə bilər. Başqa bir şəxs məntiqli şəkildə təklif edə bilər ki, "ifadə" yalnız genomik məlumatın surətinin yaradılmasında ilkin addıma aiddir. Bu tərifə görə, nə qədər tam metrajlı transkriptlərin edildiyini saymaq istəyə bilərsiniz. Genomik məlumatla kodlanmış son məhsulların sayımı, yoxsa "ifadə"-ni düzgün təsvir etmək üçün vacib olan məlumatın oxunma sayıdır. Təəssüf ki, praktikada tez-tez tərifin müzakirənin kontekstindən asılı olduğuna rast gəlirik. Bunu yadda saxla. Eyni şeydən bəhs etdiyimizə əmin olmaq üçün Bis2A-da biz ilk növbədə son funksional məhsul(lar)ın yaradılmasını təsvir etmək üçün "ifadə" terminindən istifadə etməyə çalışacağıq. Xüsusi vəziyyətdən asılı olaraq, son məhsul bir protein və ya RNT növü ola bilər.

Gen ifadəsini tənzimləyən dizayn problemi

Bu müzakirəni dizayn problemi nöqteyi-nəzərindən idarə etmək üçün biz rəsmi olaraq şərtləndirə bilərik ki, bizim xırdalamaqda maraqlı olduğumuz "böyük problem", hüceyrədə zülal bolluğunun tənzimlənməsidir. Problem: Hər bir funksional zülalın bolluğu tənzimlənməlidir. Daha sonra alt problemlərlə başlaya bilərik:

Əvvəlcə bir neçə ideyanı yenidən yükləmək üçün bir az vaxt ayıraq. Gen ifadəsi prosesi son məhsulun taleyindən asılı olaraq bir neçə addım tələb edir. Struktur və tənzimləyici RNT-lər (yəni tRNT, rRNT, snRNA və s.) vəziyyətində proses genin transkripsiyasını və istənilən lazımi post-transkripsiya prosesinin həyata keçirilməsini tələb edir. Zülal kodlayan genin olması halında, transkript də zülala çevrilməlidir və tələb olunarsa, zülala da dəyişikliklər edilməlidir. Təbii ki, həm transkripsiya, həm də tərcümə çox mərhələli proseslərdir və bu alt addımların əksəriyyəti həm də potensial nəzarət sahələridir.

Buna görə də bəzi alt problemlər ola bilər:

  1. Bu çoxmərhələli prosesin ilk addımını, transkripsiyanın başlamasını tənzimləmək üçün bəzi mexanizm(lər)in olması lazım olduğunu fərz etmək məqsədəuyğundur. Beləliklə, biz qeyd edə bilərik ki, "transkripsiyanın başlanmasını tənzimləyən mexanizm lazımdır"." Biz bunu bir suala çevirib soruşa bilərik ki, "transkripsiyanın başlanması necə həyata keçirilə bilər"?
  2. "Transkripsiyanın sonunu tənzimləyən mexanizmə ehtiyacımız var" və ya "transkripsiya necə dayandırılır?" sualını vermək üçün oxşar düşüncədən istifadə edə bilərik.
  3. Bu konvensiyadan istifadə edərək deyə bilərik ki, "biz tərcümənin başlanmasını və tərcümənin dayandırılmasını tənzimləməliyik".
  4. Biz yalnız protein və RNT sintezindən danışdıq. “RNT və zülalın deqradasiyasını tənzimləyən mexanizmlərə ehtiyacımız var” desək də olduqca məntiqlidir.

Transkripsiyaya diqqət yetirmək

Bu kursda biz ilk növbədə ilk bir neçə problemin/sualın araşdırılmasına, transkripsiyanın başlanması və dayandırılmasının tənzimlənməsinə - genomik məlumatdan funksional RNT-yə, ya hazır olduğu kimi (məsələn, funksional RNT vəziyyətində) və ya hazır tərcümə üçün. Bu, bizə gen ifadəsinin tənzimlənməsi ilə bağlı bəzi fundamental anlayışları tədqiq etməyə və bu anlayışların fəaliyyətdə olan bir neçə real nümunəsini nəzərdən keçirməyə imkan verir.

Gen ifadəsini tənzimləmək nə üçün vacibdir, nə üçün yalnız bütün genləri hər zaman ifadə etməyək?

Sinif yoldaşlarınızla birlikdə gen ifadəsinin tənzimlənməsinin bakteriya, arxeya və eukariotlar üçün vacib olmasının səbəbləri ilə bağlı fərziyyələrin siyahısını yaradın. Bakteriyalara qarşı eukariotlar əvəzinə, gen tənzimlənməsinin birhüceyrəli orqanizmlər və çoxhüceyrəli orqanizmlər və ya birhüceyrəli orqanizmlərin icmaları (bakteriya koloniyaları kimi) üçün vacib olmasının ziddiyyətli səbəblərini də nəzərdən keçirmək istəyə bilərsiniz.

Transkripsiya və aktivlik və ya RNT polimeraz üçün alt problemlər

Gəlin bir protein kodlayan geni nəzərdən keçirək və bəzi məntiqlə işləyək. Biz zülal kodlayan genin tək bir bitişik DNT uzantısı ilə kodlandığı sadə bir hadisəni təsəvvür etməklə başlayırıq. Biz bilirik ki, bu geni transkripsiya etmək üçün kodlaşdırma bölgəsinin başlanğıcına bir RNT polimerazı cəlb etmək lazımdır. RNT polimeraza "ağıllı" deyil özbaşına. Bir mexanizm olmalıdır, kimyəvi məntiqə əsaslanır, RNT polimerazını protein kodlaşdıran genin başlanğıcına cəlb etmək üçün. Eyni şəkildə, bu prosesin tənzimlənməsi üçün bir RNT polimerazının genin başlanğıcına nə vaxt cəlb edilməsini diktə etmək üçün bəzi mexanizmlər və ya mexanizmlər olmalıdır. nə vaxt etməməlidir və/və ya əgər həqiqətən transkripsiyaya başlamalı olub-olmaması DNT-yə daxil edilir və neçə dəfə bu proses baş verməlidir. Qeyd edək ki, əvvəlki cümlənin bir neçə fərqli alt problemi/sualı var (məsələn, polimeraza nə vaxt işə götürülür? işə götürülərsə, transkripsiyaya başlamalıdır? transkripsiyaya başlayarsa, bu proses neçə dəfə təkrarlanmalıdır?). Transkripsiyanı dayandırmaq üçün polimerazanı (daha çox antropomorfizmlər) "təlimat" etmək üçün bəzi mexanizmlərin olması lazım olduğunu da əsaslı şəkildə nəticə çıxara bilərik. Nəhayət, transkripsiyanın rolu genom seqmentlərinin RNT nüsxələrini yaratmaq olduğundan, biz RNT-nin bolluğuna təsir edən digər amillərlə, məsələn, deqradasiya mexanizmləri ilə bağlı problemləri/sualları da nəzərdən keçirməliyik. Müəyyən mexanizmlər olmalıdır və çox güman ki, bu prosesin tənzimlənməsinə cəlb olunacaqlar.

Zülal kodlayan geni və özümüzə verməli olduğumuz bəzi sualları və ya problemləri və ya alternativ olaraq genin ifadəsinin transkripsiya hissəsinin tənzimlənməsinin necə tənzimləndiyini anlamaq üçün həll yollarını bilməli olduğumuz problemləri göstərən sxematik. Atribut: Marc T. Facciotti (öz işi)

Transkripsiyanın aktivləşdirilməsi və repressiyası

Bəzi əsaslar

Gəlin bir protein kodlayan geni nəzərdən keçirək və bəzi məntiqlə işləyək. Biz zülal kodlayan genin tək bir bitişik DNT uzantısı ilə kodlandığı sadə bir hadisəni təsəvvür etməklə başlayırıq. Biz bilirik ki, bu geni transkripsiya etmək üçün kodlaşdırma bölgəsinin başlanğıcına bir RNT polimerazı cəlb etmək lazımdır. RNT polimeraza "smart" deyil özbaşına. Zülal kodlayan genin başlanğıcına RNT polimerazını cəlb etmək üçün kimyəvi məntiqə əsaslanan bəzi mexanizmlər olmalıdır. Eyni şəkildə, bu prosesin tənzimlənməsi üçün, bir RNT polimerazının genin başlanğıcına nə vaxt cəlb edilməli olduğunu, nə vaxt alınmamalı olduğunu və/və ya genin işə götürüldüyünü diktə etmək üçün bəzi mexanizmlər və ya mexanizmlər olmalıdır. DNT, əslində transkripsiyaya başlamalı olub-olmaması və bu prosesin neçə dəfə baş verməsi. Qeyd edək ki, əvvəlki cümlənin bir neçə fərqli alt problemi/sualı var (məsələn, polimeraza nə vaxt işə götürülür?, işə götürülərsə transkripsiyaya başlamalıdır?, transkripsiyaya başlasa, bu proses neçə dəfə təkrarlanmalıdır?). Transkripsiyanı dayandırmaq üçün polimerazanı "təlimat" (daha çox antropomorfizmlər) üçün bəzi mexanizmlərin olması lazım olduğunu da məntiqli nəticəyə gətirə bilərik.

RNT polimerazının xüsusi sahələrə cəlb edilməsi

Transkripsiyaya başlamaq üçün RNT polimeraza funksional transkripti kodlayan DNT bölgəsinin başlanğıcına yaxın DNT seqmentinə cəlb edilməlidir. RNT polimerazanın indiyə qədər təsvir edildiyi kimi funksiyası xüsusi ardıcıllıqları bağlamaq deyil, DNT-nin hər hansı seqmenti boyunca hərəkət etməkdir. Buna görə də, polimerazı müəyyən bir yerə cəlb etmək üçün bir yol tapmaq onun adi davranışına zidd görünür. Bu ziddiyyəti izah etmək bizdən yeni bir şeyə müraciət etməyi tələb edir. İstənilən yerdə transkripsiya başlaya bilər və yalnız tam məhsuldar transkriptə səbəb olan hadisələr faydalı bir şey edir və ya RNT polimerazanın özü fermenti genin başlanğıcına cəlb etməyə kömək edir. Sonuncu, biz indi təbii qəbul edirik, həqiqətən də belədir.

RNT polimerazının toplanmasına ümumi transkripsiya faktorları adlanan zülallar vasitəçilik edir. Bakteriyalarda onların xüsusi adı var: siqma faktorları. Arxeyada onlara TATA bağlayıcı zülal və IIB transkripsiya faktoru deyilir. Eukariotlarda arxeal zülalların qohumları bir çox digərləri ilə birlikdə RNT polimerazını işə götürmək üçün fəaliyyət göstərir. Ümumi transkripsiya faktorları ən azı iki əsas funksiyaya malikdir: (1) DNT-nin xüsusi ardıcıllığını kimyəvi olaraq tanıya bilirlər və (2) RNT polimerazanı bağlaya bilirlər. Ümumi transkripsiya faktorlarının bu iki funksiyası birlikdə müəyyən bir DNT sahəsini bağlaya bilməyən bir fermentin cəlb edilməsi problemini həll edir. Bəzi mətnlərdə ümumi transkripsiya faktorlarının (xüsusilə siqma faktoru növlərinin) RNT polimerazanın bir hissəsi olduğu deyilir. RNT polimerazasını hədəf almağa kömək etdikdə, şübhəsiz ki, kompleksin bir hissəsi olsalar da, transkripsiyaya başladıqdan sonra RNT polimeraza ilə davam etmirlər.

RNT polimerazının cəlb olunduğu DNT sahəsinin xüsusi adı var. Bu adlanır. Fərqli promotorların DNT ardıcıllığının tam olaraq eyni olmasına ehtiyac olmasa da, fərqli promotor ardıcıllıqları adətən bəzi ümumi kimyəvi xüsusiyyətlərə malikdir. Aydındır ki, bir xüsusiyyət onların bir RNT polimeraza ilə əlaqə qura bilməsidir. Bundan əlavə, promotor adətən ikiqat zəncirli DNT-nin dissosiasiyasını asanlaşdıran bir DNT ardıcıllığına malikdir ki, polimeraza kodlaşdırma bölgəsini oxumağa və transkripsiya etməyə başlaya bilsin. (Qeyd: texniki olaraq biz promouterin xassələrini dizayn problemlərinin alt problemlərinə ayıra bilərdik. Bu halda biz onu atladıq, lakin siz promouterlər haqqında məlumat əldə etdikdən sonra yenə də geri addım atıb problem bəyanatları və ya müvafiq suallar yarada bilməlisiniz. ).

Demək olar ki, bütün hallarda, lakin xüsusilə eukaryotik sistemlərdə promotorlarda RNT polimeraza ilə birləşən zülallar kompleksi (adətən başlanğıcdan əvvəl kompleks adlanır) onlarla zülalda ola bilər. Bu digər zülalların hər birinin özünəməxsus funksiyası var, lakin Bis2A üçün bu, çox təfərrüatdır.

E. coli inisiasiyadan əvvəl kompleksinin modeli. Siqma faktoru qırmızı rəngdədir. DNT narıncı borular və əks halqa strukturları kimi təsvir edilmişdir. Başlamadan əvvəl kompleksin qalan hissəsi çəhrayı rəngdədir. Qeyd edək ki, DNT-nin ikiqat spiral bölgələri və PIC daxilində açıq strukturu var. Atribut: PDB koordinatlarından əldə edilən struktur (4YLN) Marc T. Facciotti (öz işi)

Promotor və PIC əlavəsi ilə yuxarıda göstərilən ümumi transkripsiya vahidinin mücərrəd modeli. Daha əvvəl Bis2a-da əhatə olunmayacaq suallar boz rəngə çevrildi. Atribut: Marc T. Facciotti (öz işi)

Ümumi transkripsiya faktoru DNT-nin xüsusi ardıcıllığını necə tanıyır? Bunun kimyəvi əsası nə ola bilər? Əksinə, DNT ilə qarşılıqlı əlaqədə olan zülal və ya fermentin qarşılıqlı təsiri qeyri-spesifik olaraq necə fərqlənə bilər? Funksional qruplar haqqında düşünün və fərziyyə təklif edin.

Tənzimlənən promouterin dövlətləri

Promotorlar bir RNT polimerazı işə götürdükləri üçün bu saytlar və başlanğıcdan əvvəl kompleksin yığılması gen ifadəsinin ilk addımlarını tənzimləmək üçün açıq yerlərdir. Transkripsiyanın başlanğıcı səviyyəsində biz tez-tez promotoru üç sinifdən birinə təsnif edirik. Birincisi deyilir. Təsisedici promouterlər ümumiyyətlə çox güclü şəkildə tənzimlənmir. Onların əsas vəziyyəti "ton"-dur. Promotordan konstitusiya transkripsiyası çox yüksək olduqda (əksər digər promotorlara nisbətən) biz bu promotoru danışıq dilində "qüvvətli konstitusiya" promotoru adlandıracağıq. Əksinə, əgər konstitutiv promouterdən transkripsiyanın miqdarı azdırsa (əksər digər promotorlara nisbətən) biz həmin promotoru "zəif konstitutiv" promotoru adlandıracağıq.

Termin və ya ekvivalentin istifadəsi ilə təşviqatçıları təsnif etməyin ikinci yolu. Bu bir-birini əvəz edə bilən terminlər bəzi xarici stimullara həssas olan və transkripsiyanı artıraraq qeyd olunan stimula cavab verən promotorları təsvir etmək üçün istifadə olunur. Aktivləşdirilmiş promotorların baza vəziyyəti ümumiyyətlə çox az və ya heç bir transkripsiya nümayiş etdirmir. Transkripsiya daha sonra stimula cavab olaraq "aktivləşdirilir" - stimul promotoru "ton" çevirir.

Nəhayət, təşviqatçıları təsnif etmək üçün istifadə olunan üçüncü termin terminin istifadəsidir. Bu promotorlar da stimullara cavab verir, lakin bunu transkripsiyanı azaltmaqla edir. Bu promotorlar üçün əsas vəziyyət transkripsiyanın bəzi bazal səviyyəsidir və stimul transkripsiyanı dayandırmaq və ya repressiya etmək üçün fəaliyyət göstərir. Transkripsiya stimula cavab olaraq "repressiya olunur" - stimul promotoru "off" çevirir.

Yuxarıda verilmiş nümunələr tək bir stimulun promotorları tənzimləmək üçün hərəkət etdiyini güman edirdi. Bu, ən sadə hal olsa da, bir çox promouterlər müxtəlif növ məlumatları birləşdirə bilər və növbə ilə bəzi stimullar tərəfindən aktivləşdirilə və digər stimullar tərəfindən repressiya edilə bilər.

Transkripsiya faktorları promouterin davranışını tənzimləməyə kömək edir

Promotorlar xarici stimullara necə həssasdırlar? Mexanik olaraq, həm aktivləşmədə, həm də repressiyada müşahidə olunan genin transkripsiya çıxışını dəyişdirmək üçün tənzimləyici zülallar tələb olunur. İfadəni tənzimləməyə kömək edən zülallar ümumiyyətlə adlanır. Transkripsiya faktorları ilə bağlanmış xüsusi DNT ardıcıllıqlarına tez-tez operatorlar deyilir və bir çox hallarda operatorlar promotor ardıcıllıqlarına çox yaxındırlar.

Nomenklaturanın potensial çaşqınlıq olduğu yer budur - xüsusən bakterial və eukaryotik tədqiqatlar arasında müqayisə edərkən. In bakterial tədqiqat, transkripsiya faktoru DNT və RNT polimerazını transkripsiyanı artıracaq şəkildə bağlayaraq hərəkət edirsə, o zaman adətən . Əksinə, transkripsiya faktoru genin transkripsiyasını sıxışdırmaq və ya azaltmaq üçün DNT-ni bağlayaraq fəaliyyət göstərirsə, buna .

Nə üçün aktivator və repressorun təsnifatı potensial olaraq problemlidir? Bu terminlər ideallaşdırılmış tək funksiyalarda təsvir olunur. Bəzi transkripsiya faktorları üçün bu doğru ola bilsə də, reallıqda digər transkripsiya faktorları bəzi şərtlərdə gen ifadəsini aktivləşdirə, digər şərtlərdə isə repressiya edə bilər. Bəzi transkripsiya amilləri transkripsiyanı "off" və ya onu tamamilə "on" çevirmək əvəzinə kontekstdən asılı olaraq ifadəni yuxarı və ya aşağı modulyasiya etmək üçün sadəcə olaraq fəaliyyət göstərəcək. Bu mümkün çaşqınlığın qarşısını almaq üçün bəzi müəllimləriniz aktivator və repressor terminlərindən istifadə etməməyi üstün tuturlar və bunun əvəzinə müxtəlif transkripsiya faktorlarının transkripsiya fəaliyyətini konkret hallarda gen ifadəsinə müsbət və ya mənfi təsir kimi müzakirə etməyi üstün tuturlar. Bu terminlərdən istifadə edilərsə, siz təlimatçınızın sözügedən transkripsiya faktorunun repressor kimi/repressor kimi fəaliyyət göstərdiyini və ya onu sadəcə aktivator və ya repressor adlandırmamağa diqqət yetirərək, aktivator kimi/kimi fəaliyyət göstərdiyini söylədiyini eşidə bilərsiniz. Bununla belə, onların transkripsiya faktorunun transkripsiyaya müsbət və ya mənfi təsir göstərdiyini söylədiyini eşitmək ehtimalı daha yüksəkdir.

DİQQƏT: Təlimatçınızdan asılı olaraq, siz müsbət və mənfi tənzimləmə mexanizmlərinin bir neçə real bioloji nümunəsini əhatə edə bilərsiniz. Bu xüsusi nümunələrdə transkripsiya faktorlarının ümumi adlarından istifadə olunacaq - nümunələr adətən bakterial ədəbiyyatdan götürüləcəyi üçün transkripsiya amillərinin adlarına "repressor" və ya "aktivator" terminləri daxil ola bilər. Bu adlar ilk kəşf edildiyi zamanın qalıqlarıdır. Həmin xüsusi zülalın hər hansı xüsusi xassələrini eyni etiketlə bütün digər hallarda yaddaşda saxlamağa çalışmaqdansa, sistemin necə işlədiyinin məntiqini araşdırmağa daha çox vaxt sərf etməyə çalışın. Yəni, bir zülalın repressor kimi etiketlənməsi onun bütün hallarda müstəsna olaraq mənfi tənzimləyici rolunu oynaması və ya nümunə ilə eyni şəkildə xarici siqnallarla qarşılıqlı əlaqədə olması demək deyil.

Sizcə, transkripsiya faktorunun amin turşuları ilə DNT-nin qoşa spiralı arasında hansı növ qarşılıqlı təsirlər baş verir? Transkripsiya faktorları DNT-də bağlanma yerini necə tanıyır?

Tənzimləyici zülalların allosterik modulyatorları

Bir çox zülalların, o cümlədən tənzimləyici zülalların və müxtəlif transkripsiya faktorlarının fəaliyyəti, hüceyrədəki kiçik molekulların nisbi bolluğu da daxil olmaqla, müxtəlif amillərlə allosterik modulyasiya edilə bilər. Bu kiçik molekullar tez-tez və ya və ya olaraq adlandırılır və tez-tez laktoza və ya triptofan kimi metabolitlər və ya cAMP və ya GTP kimi kiçik tənzimləyici molekullardır. Bu qarşılıqlı əlaqələr TF-yə ətraf mühit şəraitinə cavab verməyə və öz funksiyasını müvafiq olaraq modullaşdırmağa imkan verir. Ətraf mühit siqnalının bolluğundan asılı olaraq genin transkripsiya edilib-edilməməsi barədə qərar qəbul etməyə kömək edir.

Mənfi transkripsiya tənzimləyicisini təsəvvür edək. İndiyə qədər nəzərdən keçirdiyimiz ən sadə halda, bu transkripsiya faktoru üçün bağlanma yeri olan genin transkripsiyası TF mövcud olduqda aşağı, TF olmadıqda isə yüksək olacaqdır. İndi bu modelə kiçik bir molekul əlavə edə bilərik. Bu halda kiçik molekul tamamlayıcı hidrogen və ion bağları vasitəsilə mənfi transkripsiya tənzimləyicisini bağlaya bilir. Bu ilk misalda kiçik molekulun TF-yə bağlanmasının TF-də onun DNT-ni bağlamaq qabiliyyətini ciddi şəkildə azaldan konformasiya dəyişikliyinə səbəb olduğu halı nəzərdən keçirəcəyik. Əgər belədirsə, mənfi tənzimləyici - bir dəfə kiçik molekulu ilə bağlanmış - DNT-dən ayrılacaq. Bu, bununla da mənfi təsiri aradan qaldıracaq və transkripsiyanın artmasına səbəb olacaqdır. Bu tənzimləmə məntiqi aşağıdakı ssenaridə inkişaf etmək üçün uyğun ola bilər: kiçik molekullu qida maddəsi adətən ətraf mühitdə yoxdur. Buna görə də, həmin qidanı parçalayacaq/istifadə edəcək fermentləri kodlayan genlər, sintezinin istifadə edəcəyi hüceyrə enerjisini qorumaq üçün çox vaxt "off" saxlanılmalıdır. Bu, mənfi tənzimləyicinin fəaliyyəti ilə həyata keçirilə bilər. Qida məhsulu ətraf mühitdə göründüyü zaman onun emalından məsul olan fermentlərin ifadə edilməsi məqsədəuyğun olardı. Qida məhsulları daha sonra mənfi tənzimləyiciyə bağlanaraq, TF-nin uyğunluğunu dəyişdirərək, DNT-dən sərbəst buraxılmasına səbəb olaraq və emal fermentlərinin transkripsiyasını işə salaraq hərəkət edə bilər.

Fəaliyyəti kiçik bir molekul (ulduzla təsvir) tərəfindən modulyasiya edilən mənfi tənzimləyici tərəfindən tənzimlənən ümumi transkripsiya vahidinin mücərrəd modeli. Bu halda kiçik molekulun bağlanması TF-nin DNT-dən ayrılmasına səbəb olur. Atribut: Marc T. Facciotti (öz işi)

Mənfi fəaliyyət göstərən TF-nin kiçik bir molekulla necə qarşılıqlı təsir göstərə biləcəyi üçün ikinci modeli nəzərdən keçirə bilərik. Bu halda, TF tək başına DNT-də tənzimləyici yerini bağlaya bilmir. Bununla belə, kiçik molekul TF-yə bağlandıqda, DNT-ni bağlayan amin turşularını DNT-nin bağlanması üçün "düzgün" oriyentasiyasına yönləndirən konformasiya dəyişikliyi baş verir. TF-kiçik molekul kompleksi indi DNT-yə bağlanır və transkripsiyaya mənfi təsir göstərir.

Fəaliyyəti kiçik bir molekul (ulduzla təsvir) tərəfindən modulyasiya edilən mənfi tənzimləyici tərəfindən tənzimlənən ümumi transkripsiya vahidinin mücərrəd modeli. Bu zaman kiçik molekulun bağlanması TF-nin DNT-yə bağlanmasına səbəb olur. Atribut: Marc T. Facciotti (öz işi)

TF-nin fəaliyyətinin kiçik bir molekul tərəfindən fərqli şəkildə necə modulyasiya oluna biləcəyinə diqqət yetirin. Zülaldan asılı olaraq, bu xarici siqnalın bağlanması ya TF-kiçik molekul kompleksinin DNT-yə bağlanmasına səbəb ola bilər, ya da kiçik molekulun bağlanması TF-kiçik molekul kompleksinin DNT-dən ayrılmasına səbəb ola bilər. Müsbət tənzimləyici üçün eyni növ nümunələr hazırlana bilər.

Yuxarıda təklif olunan hər iki halda kiçik molekulun TF-yə bağlanması TF-nin kiçik molekulla nə qədər güclü qarşılıqlı əlaqədə olmasından asılı olacaq. Bu, zülalın kimyəvi funksional qruplarının tiplərindən və məkan oriyentasiyasından, onların protonasiya vəziyyətlərindən (əgər varsa) və kiçik molekuldakı tamamlayıcı funksional qruplardan asılı olacaq. Buna görə də, kiçik molekulun TF-yə bağlanmasının müxtəlif amillərdən, o cümlədən kiçik molekulun nisbi konsentrasiyaları və TF və pH-dan asılı olacağını öyrənmək təəccüblü olmamalıdır.

Bu müsbət və ya mənfi tənzimləmədir?

Ortaq bir qarışıqlıq nöqtəsini həll etmək

Bu nöqtədə, bir çox Bis2a tələbələrinin bir transkripsiya faktorunun müsbət və ya mənfi tənzimləyici kimi çıxış etdiyini müəyyən etmək üçün bir az çaşqın olması qeyri-adi deyil. Bu qarışıqlıq tez-tez stimulun (yəni kiçik molekulun) transkripsiya faktorunun fəaliyyətinə təsir göstərə biləcəyi mümkün rejimlərin müzakirəsindən sonra baş verir. Bu çox təəccüblü deyil. Yuxarıdakı nümunələrdə effektor molekulunun transkripsiya faktoruna bağlanması iki fərqli təsirdən birinə malik ola bilər: (1) effektor molekulunun bağlanması DNT ilə bağlı transkripsiya faktorunun onun bağlanma yerindən ayrılmasına səbəb ola bilər, promotorun təzyiqini azalda bilər, və gen ifadəsinin "aktivləşdirilməsi". (2) effektor molekulunun transkripsiya faktoruna bağlanması TF-nin DNT-nin bağlanma yerinə bağlanmasına səbəb ola bilər, transkripsiyanı basdırır və gen ifadəsini "söndürür". Birinci halda belə görünə bilər ki, TF ifadəni müsbət tənzimləmək üçün hərəkət edir, ikinci misalda isə TF mənfi hərəkət edir.

Bununla belə, yuxarıdakı hər iki nümunədə TF mənfi tənzimləyici kimi çıxış edir. Bunu müəyyən etmək üçün TF-nin DNT-ni bağladığı zaman nə baş verdiyinə baxırıq (kiçik bir molekulun TF-yə bağlı olub-olmamasından asılı olmayaraq). Hər iki halda TF-nin DNT-yə bağlanması transkripsiyanı sıxışdırır. Beləliklə, TF mənfi tənzimləyici kimi çıxış edir. Bənzər bir analiz müsbət təsir göstərən TF-lərlə edilə bilər.

Nəzərə alın ki, bəzi hallarda TF bir promotorda müsbət tənzimləyici, fərqli promouterdə isə mənfi tənzimləyici kimi çıxış edə bilər, buna görə də hər bir hal üzrə TF-nin davranışını təsvir etmək çox vaxt vacibdir (təyin edilmiş addan çox oxumaq olar. bəzən aldadıcı ola bilər). Digər TF zülalları şərtlərdən asılı olaraq eyni promotorun həm müsbət, həm də mənfi tənzimləyiciləri kimi alternativ olaraq fəaliyyət göstərə bilər. Yenə də hər bir hal üçün TF-nin davranışını xüsusi olaraq təsvir etmək tövsiyə olunur.

TF-nin müsbət və ya mənfi tənzimləmə funksiyası üçün genetik test

Bir tənzimləyici zülalın müsbət və ya mənfi şəkildə fəaliyyət göstərdiyini necə müəyyən etmək olar? Sadə bir genetik test "tənzimləyici zülal olmadıqda ifadə ilə nə baş verir?" soruşmaqdır. Bu, transkripsiya faktorunun kodlaşdırıcı genini genomdan çıxarmaqla həyata keçirilə bilər. Transkripsiya faktoru müsbət təsir göstərirsə, transkripsiyanı aktivləşdirmək üçün onun mövcudluğu tələb olunur. Onun yoxluğunda tənzimləyici zülal yoxdur, buna görə də aktivləşmə yoxdur və nəticə hədəf genin aşağı transkripsiya səviyyələridir. Mənfi fəaliyyət göstərən transkripsiya faktoru üçün bunun əksi doğrudur.Onun yoxluğunda ifadə artırılmalıdır, çünki ifadəni aşağı saxlayan gen artıq yoxdur.

Transkripsiyanın dayandırılması və RNT deqradasiyası

Bakteriyalarda transkripsiyanın dayandırılması

Bir gen transkripsiya edildikdən sonra bakterial polimeraza DNT şablonundan ayrılmaq və yeni hazırlanmış mRNT-ni azad etmək üçün təlimat verilməlidir. Transkripsiya edilən gendən asılı olaraq iki növ sonlandırma siqnalı var. Biri protein, digəri isə RNT əsaslıdır. artan mRNT zəncirində polimerazın arxasında izləyən rho proteini tərəfindən idarə olunur. Genin sonuna yaxın polimeraza DNT şablonunda bir sıra G nukleotidləri ilə qarşılaşır və o, dayanır. Nəticədə rho proteini polimeraza ilə toqquşur. Rho ilə qarşılıqlı əlaqə mRNT-ni transkripsiya qabarcığından azad edir.

DNT şablon zəncirindəki xüsusi ardıcıllıqla idarə olunur. Polimeraza transkripsiya edilən genin sonuna yaxınlaşdıqca, C&ndashG nukleotidləri ilə zəngin bir bölgə ilə qarşılaşır. mRNT yenidən öz üzərinə qatlanır və tamamlayıcı C&ndashG nukleotidləri bir-birinə bağlanır. Nəticə A&ndashT nukleotidləri ilə zəngin bir bölgəni transkripsiya etməyə başlayan kimi polimerazın dayanmasına səbəb olan stabildir. mRNT transkriptinin tamamlayıcı U&ndashA bölgəsi şablon DNT ilə yalnız zəif qarşılıqlı əlaqə yaradır. Bu, dayanmış polimeraza ilə birlikdə, əsas fermentin parçalanması və yeni mRNT transkriptini azad etməsi üçün kifayət qədər qeyri-sabitliyə səbəb olur.

Eukariotlarda transkripsiyanın dayandırılması

Müxtəlif polimerazlar üçün transkripsiyanın dayandırılması fərqlidir. Prokaryotlardan fərqli olaraq, eukariotlarda RNT polimeraza II ilə uzanma transkripsiya edilən genin sonundan 1000&ndash2000 nukleotiddən sonra baş verir. Bu pre-mRNT quyruğu sonradan mRNT emalı zamanı parçalanma yolu ilə çıxarılır. Digər tərəfdən, RNT polimerazaları I və III son siqnalları tələb edir. RNT polimeraza I tərəfindən transkripsiya edilmiş genlər son zülal tərəfindən tanınan xüsusi 18-nukleotid ardıcıllığını ehtiva edir. RNT polimeraza III-də sonlanma prosesi prokaryotlarda rho-müstəqil transkripsiyanın dayandırılmasına bənzər bir mRNA saç sancağı ehtiva edir.

Arxeyada transkripsiyanın dayandırılması

Arxeyada transkripsiyanın dayandırılması həyatın digər iki sahəsinə nisbətən daha az öyrənilmiş və hələ də yaxşı başa düşülməmişdir. Funksional detallar həyatın digər sahələrində görülən mexanizmlərə bənzəsə də, təfərrüatlar bu kursun əhatə dairəsindən kənardadır.

RNT-nin deqradasiyası

Hüceyrədəki müxtəlif RNT növlərinin ömürləri saniyələrdən saatlara qədər kəskin şəkildə dəyişə bilər. mRNT-nin orta ömrü də orqanizmdən asılı olaraq kəskin şəkildə dəyişə bilər. Məsələn, mRNT-nin orta ömrü E. coli edir

5 dəqiqə. Mayada mRNT-nin yarı ömrüdür

İnsan hüceyrələri üçün 20 dəqiqə və 600 dəqiqə. Deqradasiyanın bəziləri "hədəflənir". Yəni, bəzi transkriptlərə RNT-ni parçalayan fermentlər üçün onları hədəfləyən qısa bir ardıcıllıq daxildir və deqradasiya sürətini sürətləndirir. Bu prosesin müxtəlif genlər üçün də təkamül yolu ilə tənzimlənə biləcəyi qənaətinə gəlmək üçün çox da təxəyyül tələb olunmur. Sadəcə olaraq başa düşmək ki, deqradasiya - və deqradasiyanın tənzimlənməsi - həm də Bis2a üçün genin ifadəsinə nəzarət edən amil ola bilər.

Sazlamanın dayandırılması

Bütün digər bioloji proseslər kimi, transkripsiyanın dayandırılması mükəmməl deyil. Bəzən RNT polimeraza terminator ardıcıllığı ilə oxuya və bitişik genləri transkripsiya edə bilir. Bu, xüsusilə kodlaşdıran genlərin sıxlığının yüksək olduğu bakterial və arxeal genomlarda doğrudur. Bu transkripsiya oxunması müxtəlif təsirlərə malik ola bilər, lakin ən ümumi iki nəticə bunlardır: (1) Əgər qonşu genlər aktiv şəkildə transkripsiya edilmiş genlə eyni DNT zəncirində kodlaşdırılıbsa, qonşu genlər də transkripsiya edilə bilər. (2) Əgər qonşu genlər aktiv şəkildə transkripsiya edilmiş genlərin əks zolağında transkripsiya edilirsə, RNT polimerazı qonşu geni aktiv şəkildə transkripsiya edən polimerazalara müdaxilə edərək oxuyur. Təəccüblü deyil ki, biologiya bəzi hallarda həm oxunuşun təsirini minimuma endirmək, həm də ondan faydalanmaq üçün fəaliyyət göstərən mexanizmlər inkişaf etdirmişdir. Buna görə də, terminatorun "gücü" - və onun müəyyən istiqamətdə transkripsiyanı dayandırmaq effektivliyi - genlərin ifadəsini tənzimləmək üçün Təbiət tərəfindən "ayarlanır" və "dırnaqlardakı antropomorfizmə diqqət yetirin"

Tam əsas transkripsiya vahidinin mücərrəd modeli və genin ifadəsinə təsir edə bilən DNT-də kodlanmış müxtəlif "parts". Biz Bis2A-da tələbələrin yaddaşdan oxşar konseptual fiquru yenidən yarada bilmələrini gözləyirik. Atribut: Marc T. Facciotti (öz işi)


Videoya baxın: Zülal. (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Robb

    Hələ bu barədə heç nə eşitməmişəm

  2. Egeslic

    Gözəl, bu qiymətli cümlə

  3. Makis

    Bravo, bu əla fikir yalnız bir şəkildə lazımdır

  4. Chogan

    Üzr istəyirəm, amma mənim fikrimcə, səhv edirsən. Bunu müzakirə etməyi təklif edirəm. PM-də mənə yazın, ünsiyyət quracağıq.

  5. Dionysius

    Heç nə ilə kömək edə bilməyəcəyim üçün üzr istəyirəm. Ümid edirəm ki, burada köməklik göstərəcəksiniz. Ümidsiz olmayın.

  6. Toirdealbhach

    I think, what is it - a serious error.

  7. Adney

    Məncə, onlar yanılırlar. Mən bunu sübut etməyə qadirəm.

  8. Adlar

    Üzr istəyirəm, amma məncə, siz haqlı deyilsiniz. Mən əminəm. Mən mövqeyi müdafiə edə bilərəm.



Mesaj yazmaq