stringtranslate.com

Экспрессия генов

Экспрессия гена — это процесс, посредством которого информация из гена используется в синтезе функционального продукта гена , который позволяет ему производить конечные продукты, белки или некодирующие РНК , и в конечном итоге влиять на фенотип . Эти продукты часто являются белками , но в некодирующих белок генах, таких как транспортная РНК (тРНК) и малая ядерная РНК (мяРНК) , продуктом является функциональная некодирующая РНК . Процесс экспрессии гена используется всеми известными формами жизни — эукариотами (включая многоклеточные организмы ), прокариотами ( бактериями и археями ) и используется вирусами — для создания макромолекулярного механизма для жизни.

В генетике экспрессия генов является наиболее фундаментальным уровнем, на котором генотип порождает фенотип , т.е. наблюдаемый признак. Генетическая информация, хранящаяся в ДНК, представляет собой генотип, тогда как фенотип является результатом «интерпретации» этой информации. Такие фенотипы часто проявляются в синтезе белков, которые контролируют структуру и развитие организма или действуют как ферменты, катализирующие определенные метаболические пути.

Все этапы процесса экспрессии генов могут модулироваться (регулироваться), включая транскрипцию , сплайсинг РНК , трансляцию и посттрансляционную модификацию белка. Регулирование экспрессии генов обеспечивает контроль над временем, местоположением и количеством данного продукта гена (белка или некодируемой РНК), присутствующего в клетке, и может оказывать глубокое влияние на клеточную структуру и функцию. Регулирование экспрессии генов является основой для клеточной дифференциации , развития , морфогенеза , а также универсальности и адаптивности любого организма . Поэтому регуляция генов может служить субстратом для эволюционных изменений.

Механизм

Транскрипция

РНК-полимераза движется вдоль участка ДНК, оставляя после себя вновь синтезированную цепь РНК.
Процесс транскрипции осуществляется РНК-полимеразой (РНКП), которая использует ДНК (черную) в качестве матрицы и производит РНК (синюю).

Производство копии РНК из цепи ДНК называется транскрипцией и выполняется РНК-полимеразами , которые добавляют по одному рибонуклеотиду за раз к растущей цепи РНК в соответствии с законом комплементарности нуклеотидных оснований. Эта РНК комплементарна шаблону 3′ → 5′ цепи ДНК, [1] за исключением того, что тимины (T) заменены урацилами (U) в РНК и возможных ошибок.

У бактерий транскрипция осуществляется одним типом РНК-полимеразы, которой необходимо связать последовательность ДНК, называемую Pribnow box, с помощью белка сигма-фактора (σ-фактора), чтобы начать транскрипцию. У эукариот транскрипция осуществляется в ядре тремя типами РНК-полимераз, каждой из которых требуется особая последовательность ДНК, называемая промотором , и набор связывающих ДНК белков — факторов транскрипции — для инициирования процесса (см. регуляцию транскрипции ниже). РНК-полимераза I отвечает за транскрипцию генов рибосомальной РНК (рРНК). РНК-полимераза II (Pol II) транскрибирует все гены, кодирующие белок, но также и некоторые некодирующие РНК ( например , snRNA, snoRNA или длинные некодирующие РНК ). РНК-полимераза III транскрибирует 5S рРНК , гены транспортной РНК (tRNA) и некоторые малые некодирующие РНК ( например , 7SK ). Транскрипция заканчивается, когда полимераза встречает последовательность, называемую терминатором .

процессинг мРНК

В то время как транскрипция генов, кодирующих прокариотические белки, создает информационную РНК (мРНК), которая готова к трансляции в белок, транскрипция эукариотических генов оставляет первичный транскрипт РНК (пре-РНК), который сначала должен пройти ряд модификаций, чтобы стать зрелой РНК. Типы и этапы, участвующие в процессах созревания, различаются между кодирующими и некодирующими преРНК; т. е. даже несмотря на то, что молекулы преРНК как для мРНК, так и для тРНК подвергаются сплайсингу, этапы и механизмы, участвующие в этом, различны. [2] Процессинг некодирующей РНК описан ниже (созревание некодирующей РНК).

Процессинг пре-мРНК включает 5'- кэпирование , которое представляет собой набор ферментативных реакций, которые добавляют 7-метилгуанозин (m 7 G) к 5'-концу пре-мРНК и таким образом защищают РНК от деградации экзонуклеазами . [ 3] Затем кэп m 7 G связывается с гетеродимером комплекса связывания кэпа (CBP20/CBP80), который способствует экспорту мРНК в цитоплазму, а также защищает РНК от декепирования . [4]

Другая модификация — 3′ расщепление и полиаденилирование . [5] Они происходят, если в пре-мРНК присутствует сигнальная последовательность полиаденилирования (5′-AAUAAA-3′), которая обычно находится между белок-кодирующей последовательностью и терминатором. [6] Сначала пре-мРНК расщепляется, а затем добавляется серия из ~200 аденинов (A), образуя поли(A)-хвост, который защищает РНК от деградации. [7] Поли(A)-хвост связан несколькими поли(A)-связывающими белками (PABP), необходимыми для экспорта мРНК и повторной инициации трансляции. [8] В обратном процессе деаденилирования поли(A)-хвосты укорачиваются экзонуклеазой CCR4-Not 3′-5′, что часто приводит к полному распаду транскрипта. [9]

Пре-мРНК сплайсируется с образованием зрелой мРНК.
Иллюстрация экзонов и интронов в пре-мРНК и образование зрелой мРНК путем сплайсинга. UTR (зеленые) — это некодирующие части экзонов на концах мРНК.

Очень важной модификацией эукариотической пре-мРНК является сплайсинг РНК . Большинство эукариотических пре-мРНК состоят из чередующихся сегментов, называемых экзонами и интронами . [10] В процессе сплайсинга РНК-белковый каталитический комплекс, известный как сплайсосома, катализирует две реакции трансэтерификации , которые удаляют интрон и высвобождают его в форме лариатной структуры, а затем сращивают соседние экзоны вместе. [11] В некоторых случаях некоторые интроны или экзоны могут быть либо удалены, либо сохранены в зрелой мРНК. [12] Этот так называемый альтернативный сплайсинг создает серии различных транскриптов, происходящих из одного гена. Поскольку эти транскрипты потенциально могут быть транслированы в различные белки, сплайсинг увеличивает сложность экспрессии эукариотических генов и размер протеома вида . [13]

Обширная обработка РНК может быть эволюционным преимуществом, которое стало возможным благодаря ядру эукариот. У прокариот транскрипция и трансляция происходят вместе, тогда как у эукариот ядерная мембрана разделяет эти два процесса, давая время для обработки РНК. [14]

Созревание некодирующей РНК

В большинстве организмов некодирующие гены (нкРНК) транскрибируются как предшественники, которые подвергаются дальнейшей обработке. В случае рибосомальных РНК (рРНК) они часто транскрибируются как пре-рРНК, которая содержит одну или несколько рРНК. Пре-рРНК расщепляется и модифицируется ( 2′- O -метилирование и образование псевдоуридина ) в определенных местах примерно 150 различными малыми видами РНК, ограниченными ядрышком, называемыми мякРНК. МякРНК связываются с белками, образуя мякРНК. В то время как часть мякРНК спаривается с целевой РНК и, таким образом, размещает модификацию в точном месте, белковая часть выполняет каталитическую реакцию. У эукариот, в частности мякРНК, называемая РНКазой, MRP расщепляет 45S пре-рРНК на 28S , 5.8S и 18S рРНК . Факторы процессинга рРНК и РНК образуют большие агрегаты, называемые ядрышками . [15]

В случае транспортной РНК (тРНК), например, последовательность 5' удаляется РНКазой P , [16] тогда как конец 3' удаляется ферментом тРНКазой Z [17] и нешаблонированный хвост 3' CCA добавляется нуклеотидилтрансферазой . [ 18] В случае микроРНК (миРНК) миРНК сначала транскрибируются как первичные транскрипты или pri-миРНК с кэпом и поли-А-хвостом и обрабатываются в короткие 70-нуклеотидные структуры стебля-петли, известные как пре-миРНК в ядре клетки, ферментами Drosha и Pasha . После экспорта он затем обрабатываются в зрелые миРНК в цитоплазме путем взаимодействия с эндонуклеазой Dicer , которая также инициирует образование комплекса индуцированного РНК сайленсинга (RISC) , состоящего из белка Argonaute .

Даже сами snRNA и snoRNA претерпевают ряд модификаций, прежде чем они станут частью функционального комплекса RNP. [19] Это происходит либо в нуклеоплазме, либо в специализированных отсеках, называемых тельцами Кахаля . [20] Их основания метилируются или псевдоуридинилируются группой малых РНК, специфичных для телец Кахаля (scaRNA) , которые структурно похожи на snoRNA. [21]

экспорт РНК

У эукариот большинство зрелых РНК должны быть экспортированы в цитоплазму из ядра . В то время как некоторые РНК функционируют в ядре, многие РНК транспортируются через ядерные поры в цитозоль . [22] Экспорт РНК требует ассоциации со специфическими белками, известными как экспортины. Специфические молекулы экспортина отвечают за экспорт данного типа РНК. Транспорт мРНК также требует правильной ассоциации с комплексом соединения экзонов (EJC), который гарантирует, что правильная обработка мРНК будет завершена перед экспортом. В некоторых случаях РНК дополнительно транспортируются в определенную часть цитоплазмы, такую ​​как синапс ; затем они буксируются моторными белками , которые связываются через линкерные белки с определенными последовательностями (называемыми «почтовыми индексами») на РНК. [23]

Перевод

Для некоторых некодирующих РНК зрелая РНК является конечным продуктом гена. [24] В случае информационной РНК (мРНК) РНК является носителем информации, кодирующей синтез одного или нескольких белков. мРНК, несущая одну белковую последовательность (обычно у эукариот), является моноцистронной , тогда как мРНК, несущая несколько белковых последовательностей (обычно у прокариот), известна как полицистронная .

Рибосома транслирует информационную РНК в цепочку аминокислот (белок).
Во время трансляции тРНК, заряженная аминокислотой, входит в рибосому и выравнивается с правильным триплетом мРНК. Затем рибосома добавляет аминокислоту к растущей белковой цепи.

Каждая мРНК состоит из трех частей: 5′ нетранслируемой области (5′UTR), области кодирования белка или открытой рамки считывания (ORF) и 3′ нетранслируемой области (3′UTR). Кодирующая область несет информацию для синтеза белка, закодированную генетическим кодом для формирования триплетов. Каждый триплет нуклеотидов кодирующей области называется кодоном и соответствует сайту связывания, комплементарному триплету антикодона в транспортной РНК. Транспортные РНК с одинаковой последовательностью антикодона всегда несут идентичный тип аминокислоты . Затем аминокислоты соединяются вместе рибосомой в соответствии с порядком триплетов в кодирующей области. Рибосома помогает транспортной РНК связываться с информационной РНК и берет аминокислоту из каждой транспортной РНК и делает из нее бесструктурный белок. [25] [26] Каждая молекула мРНК транслируется во множество молекул белка, в среднем ~2800 у млекопитающих. [27] [28]

У прокариот трансляция обычно происходит в точке транскрипции (котранскрипционно), часто с использованием информационной РНК, которая все еще находится в процессе создания. У эукариот трансляция может происходить в различных областях клетки в зависимости от того, где предположительно должен быть записан белок. Основными местами являются цитоплазма для растворимых цитоплазматических белков и мембрана эндоплазматического ретикулума для белков, которые предназначены для экспорта из клетки или вставки в клеточную мембрану . Белки, которые предположительно должны быть произведены в эндоплазматическом ретикулуме, распознаются на полпути в процессе трансляции. Это регулируется частицей распознавания сигнала — белком, который связывается с рибосомой и направляет ее в эндоплазматический ретикулум, когда он находит сигнальный пептид на растущей (зарождающейся) цепи аминокислот. [29]

Складной

Процесс сворачивания белка.
Белок до (слева) и после (справа) сворачивания

Каждый белок существует как развернутый полипептид или случайная спираль при переводе из последовательности мРНК в линейную цепочку аминокислот . Этот полипептид не имеет какой-либо развитой трехмерной структуры (левая сторона соседнего рисунка). Затем полипептид сворачивается в свою характерную и функциональную трехмерную структуру из случайной спирали . [30] Аминокислоты взаимодействуют друг с другом, образуя четко определенную трехмерную структуру, свернутый белок (правая сторона рисунка), известный как нативное состояние . Полученная трехмерная структура определяется последовательностью аминокислот ( догма Анфинсена ). [31]

Правильная трехмерная структура необходима для функционирования, хотя некоторые части функциональных белков могут оставаться развернутыми . [32] Неспособность свернуться в предполагаемую форму обычно приводит к образованию неактивных белков с различными свойствами, включая токсичные прионы . Считается, что несколько нейродегенеративных и других заболеваний являются результатом накопления неправильно свернувшихся белков. [33] Многие аллергии вызваны сворачиванием белков, поскольку иммунная система не вырабатывает антитела для определенных структур белков. [34]

Ферменты, называемые шаперонами, помогают новообразованному белку обрести ( свернуться ) трехмерную структуру, необходимую для его функционирования. [35] Аналогичным образом, шапероны РНК помогают РНК обрести свою функциональную форму. [36] Помощь в сворачивании белка является одной из основных функций эндоплазматического ретикулума у ​​эукариот.

Транслокация

Секреторные белки эукариот или прокариот должны быть транслоцированы для входа в секреторный путь. Вновь синтезированные белки направляются в эукариотический канал транслокации Sec61 или прокариотический канал транслокации SecYEG с помощью сигнальных пептидов . Эффективность секреции белка у эукариот очень зависит от сигнального пептида , который был использован. [37]

Транспорт белков

Многие белки предназначены для других частей клетки, а не для цитозоля, и широкий спектр сигнальных последовательностей или (сигнальных пептидов) используется для направления белков туда, где им положено быть. [38] [39] У прокариот это обычно простой процесс из-за ограниченной компартментализации клетки. [40] Однако у эукариот существует большое разнообразие различных процессов нацеливания, чтобы гарантировать, что белок попадет в нужную органеллу. [41]

Не все белки остаются внутри клетки, и многие экспортируются, например, пищеварительные ферменты , гормоны и белки внеклеточного матрикса . У эукариот экспортный путь хорошо развит, и основным механизмом экспорта этих белков является транслокация в эндоплазматический ретикулум с последующим транспортом через аппарат Гольджи . [42] [43]

Регуляция экспрессии генов

Кошка с пятнами оранжевого и черного цвета.
Пятнистая окраска черепаховой кошки является результатом разного уровня экспрессии генов пигментации на разных участках кожи .

Регуляция экспрессии генов — это контроль количества и времени появления функционального продукта гена. Контроль экспрессии жизненно важен для того, чтобы клетка могла производить необходимые ей продукты генов, когда она в них нуждается; в свою очередь, это дает клеткам гибкость для адаптации к изменчивой среде, внешним сигналам, повреждению клетки и другим стимулам. В более общем смысле, регуляция генов дает клетке контроль над всей структурой и функцией и является основой для клеточной дифференциации , морфогенеза и универсальности и адаптивности любого организма.

Для описания типов генов в зависимости от того, как они регулируются, используются многочисленные термины; к ним относятся:

Любой шаг генной экспрессии может быть модулирован, от шага транскрипции ДНК-РНК до посттрансляционной модификации белка. Стабильность конечного продукта гена, будь то РНК или белок, также вносит вклад в уровень экспрессии гена — нестабильный продукт приводит к низкому уровню экспрессии. В целом экспрессия гена регулируется посредством изменений [44] в количестве и типе взаимодействий между молекулами [45] , которые в совокупности влияют на транскрипцию ДНК [46] и трансляцию РНК. [47]

Вот несколько простых примеров того, где важна экспрессия генов:

Регуляция транскрипции

Когда лактоза присутствует в прокариоте, она действует как индуктор и инактивирует репрессор, что позволяет транскрибировать гены метаболизма лактозы.

Регуляция транскрипции может быть разбита на три основных пути влияния: генетический (прямое взаимодействие контрольного фактора с геном), модуляционное взаимодействие контрольного фактора с аппаратом транскрипции и эпигенетический (изменения в структуре ДНК, не связанные с последовательностью, которые влияют на транскрипцию). [48] [49]

Ленточная диаграмма димера лямбда-репрессора, связанного с ДНК.
Фактор транскрипции лямбда-репрессора (зеленый) связывается в виде димера с большой бороздкой ДНК-мишени (красный и синий) и отключает инициацию транскрипции. Из PDB : 1LMB ​.

Прямое взаимодействие с ДНК является самым простым и прямым методом, с помощью которого белок изменяет уровни транскрипции. [50] Гены часто имеют несколько сайтов связывания белка вокруг кодирующей области со специфической функцией регулирования транскрипции. [51] Существует много классов регуляторных сайтов связывания ДНК, известных как энхансеры , инсуляторы и сайленсеры . [52] Механизмы регулирования транскрипции разнообразны: от блокирования ключевых сайтов связывания на ДНК для РНК-полимеразы до действия в качестве активатора и стимулирования транскрипции путем содействия связыванию РНК-полимеразы. [53]

Активность факторов транскрипции далее модулируется внутриклеточными сигналами, вызывающими посттрансляционную модификацию белка, включая фосфорилирование , ацетилирование или гликозилирование . [54] Эти изменения влияют на способность фактора транскрипции связываться, прямо или косвенно, с промоторной ДНК, привлекать РНК-полимеразу или способствовать удлинению вновь синтезированной молекулы РНК. [55]

Ядерная мембрана эукариот позволяет дополнительно регулировать факторы транскрипции за счет продолжительности их присутствия в ядре, что регулируется обратимыми изменениями в их структуре и связыванием других белков. [56] Стимулы окружающей среды или эндокринные сигналы [57] могут вызывать модификацию регуляторных белков [58], вызывая каскады внутриклеточных сигналов, [59] которые приводят к регуляции экспрессии генов.

Стало очевидным, что существует значительное влияние эффектов, неспецифичных для последовательности ДНК, на транскрипцию. [60] Эти эффекты называются эпигенетическими и включают в себя структуру ДНК более высокого порядка, белки, связывающие ДНК, неспецифичные для последовательности, и химическую модификацию ДНК. [61] В целом эпигенетические эффекты изменяют доступность ДНК для белков и, таким образом, модулируют транскрипцию. [62]

Карикатурное изображение структуры нуклеосомы.
У эукариот ДНК организована в форме нуклеосом . Обратите внимание, как ДНК (синяя и зеленая) плотно обмотана вокруг белкового ядра, состоящего из гистонового октамера (ленточных спиралей), ограничивая доступ к ДНК. Из PDB : 1KX5 ​.

У эукариот структура хроматина , контролируемая гистоновым кодом , регулирует доступ к ДНК, оказывая значительное влияние на экспрессию генов в областях эухроматина и гетерохроматина . [63]

Усилители, факторы транскрипции, медиаторный комплекс и петли ДНК в транскрипции млекопитающих

Регуляция транскрипции у млекопитающих . Активная регуляторная область энхансера способна взаимодействовать с промоторной областью своего целевого гена путем образования хромосомной петли. Это может инициировать синтез матричной РНК (мРНК) РНК-полимеразой II (РНКП II), связанной с промотором в месте начала транскрипции гена. Петля стабилизируется одним архитектурным белком, прикрепленным к энхансеру, и одним, прикрепленным к промотору, и эти белки соединяются, образуя димер (красные зигзаги). Специфические регуляторные факторы транскрипции связываются с мотивами последовательности ДНК на энхансере. Общие факторы транскрипции связываются с промотором. Когда фактор транскрипции активируется сигналом (здесь обозначен как фосфорилирование, показанное маленькой красной звездочкой на факторе транскрипции на энхансере), энхансер активируется и теперь может активировать свой целевой промотор. Активный энхансер транскрибируется на каждой цепи ДНК в противоположных направлениях связанными РНКП II. Медиатор (комплекс, состоящий примерно из 26 белков во взаимодействующей структуре) передает регуляторные сигналы от факторов транскрипции, связанных с ДНК-энхансером, к промотору.

Экспрессия генов у млекопитающих регулируется многими цис-регуляторными элементами , включая основные промоторы и промоторно-проксимальные элементы , которые расположены вблизи мест начала транскрипции генов, выше по течению на ДНК (по направлению к 5'-области смысловой цепи ). Другие важные цис-регуляторные модули локализованы в областях ДНК, которые удалены от мест начала транскрипции. К ним относятся энхансеры , сайленсеры , инсуляторы и элементы привязки. [64] Энхансеры и связанные с ними факторы транскрипции играют ведущую роль в регуляции экспрессии генов. [65]

Энхансеры — это области генома, которые регулируют гены. Энхансеры контролируют программы экспрессии генов, специфичные для типа клеток, чаще всего, прокладывая петлю на большие расстояния, чтобы физически приблизиться к промоторам своих целевых генов. [66] Множество энхансеров, каждый из которых часто находится на расстоянии десятков или сотен тысяч нуклеотидов от своих целевых генов, прокладывают петлю к своим промоторам целевых генов и координируют друг с другом, чтобы контролировать экспрессию генов. [66]

На рисунке показан энхансер, образующий петлю, чтобы приблизиться к промотору целевого гена. Петля стабилизируется димером белка-коннектора (например, димером CTCF или YY1 ). Один член димера прикреплен к своему мотиву связывания на энхансере, а другой член прикреплен к своему мотиву связывания на промоторе (представленному красными зигзагами на рисунке). [67] Несколько факторов транскрипции, специфичных для клеточной функции (из примерно 1600 факторов транскрипции в человеческой клетке) [68] обычно связываются со специфическими мотивами на энхансере. [69] Небольшая комбинация этих факторов транскрипции, связанных с энхансером, при приближении к промотору с помощью петли ДНК управляет уровнем транскрипции целевого гена. Медиатор (комплекс, обычно состоящий из примерно 26 белков во взаимодействующей структуре) передает регуляторные сигналы от факторов транскрипции, связанных с ДНК энхансера, непосредственно ферменту РНК-полимеразе II (pol II), связанному с промотором. [70]

Активные энхансеры обычно транскрибируются с обеих цепей ДНК с помощью РНК-полимераз, действующих в двух разных направлениях, производя две эРНК, как показано на рисунке. [71] Неактивный энхансер может быть связан с неактивным фактором транскрипции. Фосфорилирование фактора транскрипции может активировать его, а активированный фактор транскрипции может затем активировать энхансер, с которым он связан (см. маленькую красную звездочку, представляющую фосфорилирование фактора транскрипции, связанного с энхансером на рисунке). [72] Активированный энхансер начинает транскрипцию своей РНК перед активацией транскрипции информационной РНК со своего целевого гена. [73]

Метилирование и деметилирование ДНК в регуляции транскрипции

Метилирование ДНК — это добавление метильной группы к ДНК, которое происходит в цитозине . На изображении показано основание одинарного кольца цитозина и метильная группа, добавленная к 5-му углероду. У млекопитающих метилирование ДНК происходит почти исключительно в цитозине, за которым следует гуанин .

Метилирование ДНК является широко распространенным механизмом эпигенетического влияния на экспрессию генов и наблюдается у бактерий и эукариот и играет роль в наследуемом подавлении транскрипции и регуляции транскрипции. Метилирование чаще всего происходит на цитозине (см. рисунок). Метилирование цитозина в основном происходит в динуклеотидных последовательностях, где за цитозином следует гуанин, сайт CpG . Количество сайтов CpG в геноме человека составляет около 28 миллионов. [74] В зависимости от типа клетки, около 70% сайтов CpG имеют метилированный цитозин. [75]

Метилирование цитозина в ДНК играет важную роль в регуляции экспрессии генов. Метилирование CpG в промоторной области гена обычно подавляет транскрипцию гена [76] , тогда как метилирование CpG в теле гена увеличивает экспрессию. [77] Ферменты TET играют центральную роль в деметилировании метилированных цитозинов. Деметилирование CpG в промоторе гена активностью фермента TET увеличивает транскрипцию гена. [78]

Транскрипционная регуляция в обучении и памяти

Выявленные области человеческого мозга участвуют в формировании памяти.

У крысы контекстное условно-рефлекторное страх (CFC) является болезненным опытом обучения. Всего один эпизод CFC может привести к пожизненному воспоминанию о страхе. [79] После эпизода CFC метилирование цитозина изменяется в промоторных областях около 9,17% всех генов в ДНК нейронов гиппокампа крысы. [80] Гиппокамп — это место, где изначально хранятся новые воспоминания. После CFC около 500 генов увеличили транскрипцию (часто из-за деметилирования участков CpG в промоторной области) и около 1000 генов снизили транскрипцию (часто из-за новообразованного 5-метилцитозина на участках CpG в промоторной области). Паттерн индуцированных и репрессированных генов внутри нейронов, по-видимому, обеспечивает молекулярную основу для формирования первой временной памяти об этом обучающем событии в гиппокампе мозга крысы. [80]

Были установлены некоторые специфические механизмы, направляющие новые метилирования ДНК и новые деметилирования ДНК в гиппокампе во время установления памяти (см. [81] для резюме). Один механизм включает направление короткой изоформы фермента деметилирования ДНК TET1 , TET1s, примерно в 600 мест на геноме. Руководство осуществляется путем ассоциации TET1s с белком EGR1 , фактором транскрипции, важным для формирования памяти. Доставка TET1s в эти места инициирует деметилирование ДНК в этих местах, повышая регуляцию связанных генов. Второй механизм включает DNMT3A2, изоформу сплайсинга ДНК-метилтрансферазы DNMT3A, которая добавляет метильные группы к цитозинам в ДНК. Эта изоформа индуцируется синаптической активностью, и ее место действия, по-видимому, определяется посттрансляционными модификациями гистонов ( гистоновый код ). Полученные новые матричные РНК затем транспортируются матричными РНП- частицами (нейронными гранулами) в синапсы нейронов, где они могут быть транслированы в белки, влияющие на активность синапсов. [81]

В частности, ген нейротрофического фактора мозга ( BDNF ) известен как «ген обучения». [82] После CFC наблюдалась повышенная регуляция экспрессии гена BDNF , связанная с уменьшением метилирования CpG определенных внутренних промоторов гена, и это коррелировало с обучением. [82]

Регуляция транскрипции при раке

Большинство генных промоутеров содержат остров CpG с многочисленными сайтами CpG . [83] Когда многие из сайтов промотора гена CpG метилированы, ген становится молчащим. [84] Колоректальный рак обычно имеет от 3 до 6 мутаций драйвера и от 33 до 66 мутаций попутчика или пассажира. [85] Однако транскрипционное молчание может иметь большее значение, чем мутация, в возникновении прогрессирования рака. Например, при колоректальном раке около 600-800 генов транскрипционно молчат метилированием острова CpG (см. регуляция транскрипции при раке ). Транскрипционная репрессия при раке может также происходить другими эпигенетическими механизмами, такими как измененная экспрессия микроРНК . [86] При раке молочной железы подавление транскрипции BRCA1 может происходить чаще из-за чрезмерной транскрипции микроРНК-182, чем из-за гиперметилирования промотора BRCA1 (см. Низкая экспрессия BRCA1 при раке молочной железы и яичников ).

Посттранскрипционная регуляция

У эукариот, где экспорт РНК необходим до того, как станет возможной трансляция, считается, что ядерный экспорт обеспечивает дополнительный контроль над экспрессией генов. Весь транспорт в ядро ​​и из него осуществляется через ядерную пору , а транспорт контролируется широким спектром импортиновых и экспортиновых белков. [87]

Экспрессия гена, кодирующего белок, возможна только в том случае, если информационная РНК, несущая код, выживает достаточно долго для трансляции. [41] В типичной клетке молекула РНК стабильна только в том случае, если она специально защищена от деградации. [88] Деградация РНК имеет особое значение в регуляции экспрессии в эукариотических клетках, где мРНК должна пройти значительные расстояния, прежде чем транслироваться. [89] У эукариот РНК стабилизируется определенными посттранскрипционными модификациями, в частности 5'-кэпом и полиаденилированным хвостом . [90]

Намеренная деградация мРНК используется не только как защитный механизм от чужеродной РНК (обычно от вирусов), но и как путь дестабилизации мРНК . [91] Если молекула мРНК имеет комплементарную последовательность к небольшой интерферирующей РНК , то она подвергается разрушению через путь РНК-интерференции . [92]

Три основных нетранслируемых региона и микроРНК

Три основных нетранслируемых региона (3′UTR) матричных РНК (мРНК) часто содержат регуляторные последовательности, которые посттранскрипционно влияют на экспрессию генов. Такие 3′-UTR часто содержат как сайты связывания для микроРНК (миРНК), так и для регуляторных белков. [93] Связываясь со специфическими сайтами в пределах 3′-UTR, микроРНК могут снижать экспрессию генов различных мРНК, либо ингибируя трансляцию, либо напрямую вызывая деградацию транскрипта. [94] 3′-UTR также может иметь области сайленсера, которые связывают белки-репрессоры, которые ингибируют экспрессию мРНК. [95]

3′-UTR часто содержит элементы ответа микроРНК (MRE) . MRE — это последовательности, с которыми связываются miRNA. Это преобладающие мотивы в 3′-UTR. Среди всех регуляторных мотивов в 3′-UTR (например, включая области сайленсеров) MRE составляют около половины мотивов. [96]

По состоянию на 2014 год веб-сайт miRBase [97] архив последовательностей и аннотаций miRNA , перечислил 28 645 записей в 233 биологических видах. Из них 1 881 miRNA находились в аннотированных локусах miRNA человека. Было предсказано, что miRNA имеют в среднем около четырехсот целевых мРНК (влияющих на экспрессию нескольких сотен генов). [98] Фридман и др. [98] подсчитали, что >45 000 целевых участков miRNA в пределах 3'UTR человеческой мРНК сохраняются выше фоновых уровней, и >60% генов, кодирующих белки человека, находились под селективным давлением для поддержания спаривания с miRNA.

Прямые эксперименты показывают, что одна miRNA может снизить стабильность сотен уникальных мРНК. [99] Другие эксперименты показывают, что одна miRNA может подавлять выработку сотен белков, но это подавление часто является относительно мягким (менее чем в 2 раза). [100] [101]

Эффекты нарушения регуляции экспрессии генов микроРНК, по-видимому, важны при раке. [102] Например, при раке желудочно-кишечного тракта было идентифицировано девять микроРНК, которые были эпигенетически изменены и эффективно подавляли ферменты репарации ДНК. [103]

Эффекты нарушения регуляции экспрессии генов микроРНК также, по-видимому, важны при нейропсихиатрических расстройствах, таких как шизофрения, биполярное расстройство, большая депрессия, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и расстройства аутистического спектра. [104] [105]

Трансляционная регуляция

Химическая структура молекулы неомицина.
Неомицин — пример небольшой молекулы, которая снижает экспрессию всех генов белков, что неизбежно приводит к гибели клетки; таким образом, он действует как антибиотик .

Прямая регуляция трансляции менее распространена, чем контроль транскрипции или стабильности мРНК, но иногда используется. [106] Ингибирование трансляции белка является основной целью для токсинов и антибиотиков , поэтому они могут убить клетку, перекрывая ее нормальный контроль экспрессии генов. [107] Ингибиторы синтеза белка включают антибиотик неомицин и токсин рицин . [108]

Посттрансляционные модификации

Посттрансляционные модификации (PTM) — это ковалентные модификации белков. Подобно сплайсингу РНК, они помогают значительно разнообразить протеом. Эти модификации обычно катализируются ферментами. Кроме того, такие процессы, как ковалентные присоединения к остаткам боковой цепи аминокислот, часто могут быть обращены вспять другими ферментами. Однако некоторые из них, такие как протеолитическое расщепление остова белка, необратимы. [109]

PTM играют много важных ролей в клетке. [110] Например, фосфорилирование в первую очередь участвует в активации и дезактивации белков и в сигнальных путях. [111] PTM участвуют в регуляции транскрипции: важной функцией ацетилирования и метилирования является модификация хвоста гистонов, которая изменяет доступность ДНК для транскрипции. [109] Их также можно увидеть в иммунной системе, где гликозилирование играет ключевую роль. [112] Один тип PTM может инициировать другой тип PTM, как можно увидеть в том, как убиквитинирование помечает белки для деградации посредством протеолиза. [109] Протеолиз, помимо участия в расщеплении белков, также важен для их активации и дезактивации, а также в регулировании биологических процессов, таких как транскрипция ДНК и гибель клеток. [113]

Измерение

Схематическая кариограмма человека , показывающая обзор экспрессии человеческого генома с использованием G-бэндинга , метода, включающего окрашивание по Гимзе , при котором более светлые окрашенные области , как правило, более транскрипционно активны, тогда как более темные области более неактивны.

Измерение экспрессии генов является важной частью многих наук о жизни , поскольку способность количественно оценить уровень, на котором определенный ген экспрессируется в клетке, ткани или организме, может предоставить много ценной информации. Например, измерение экспрессии генов может:

Аналогично, анализ местоположения экспрессии белка является мощным инструментом, и это может быть сделано в масштабе организма или клетки. Исследование локализации особенно важно для изучения развития многоклеточных организмов и как индикатор функции белка в отдельных клетках. В идеале измерение экспрессии выполняется путем обнаружения конечного продукта гена (для многих генов это белок); однако часто проще обнаружить один из предшественников, обычно мРНК , и вывести уровни экспрессии гена из этих измерений.

Количественная оценка мРНК

Уровни мРНК можно количественно измерить с помощью нозерн-блоттинга , который предоставляет информацию о размере и последовательности молекул мРНК. [114] Образец РНК разделяется на агарозном геле и гибридизуется с радиоактивно меченым РНК-зондом, который комплементарен целевой последовательности. [115] Затем радиоактивно меченая РНК обнаруживается с помощью авторадиографа . [116] Поскольку использование радиоактивных реагентов делает процедуру трудоемкой и потенциально опасной, были разработаны альтернативные методы маркировки и обнаружения, такие как химия дигоксигенина и биотина. [117] Предполагаемые недостатки нозерн-блоттинга заключаются в том, что требуются большие количества РНК, и что количественное определение может быть не совсем точным, поскольку оно включает измерение силы полосы на изображении геля. [118] С другой стороны, дополнительная информация о размере мРНК из нозерн-блоттинга позволяет различать поочередно сплайсированные транскрипты. [119] [120]

Другим подходом к измерению распространенности мРНК является ОТ-ПЦР в реальном времени. В этой технике обратная транскрипция сопровождается количественной ПЦР . Обратная транскрипция сначала генерирует шаблон ДНК из мРНК; этот одноцепочечный шаблон называется кДНК . Шаблон кДНК затем амплифицируется на количественном этапе, во время которого флуоресценция, испускаемая мечеными гибридизационными зондами или интеркалирующими красителями, изменяется по мере продвижения процесса амплификации ДНК . [121] С тщательно построенной стандартной кривой, кПЦР может производить абсолютное измерение количества копий исходной мРНК, как правило, в единицах копий на нанолитр гомогенизированной ткани или копий на клетку. [122] кПЦР очень чувствительна (теоретически возможно обнаружение одной молекулы мРНК), но может быть дорогой в зависимости от типа используемого репортера; флуоресцентно меченые олигонуклеотидные зонды стоят дороже, чем неспецифические интеркалирующие флуоресцентные красители. [123]

Для профилирования экспрессии или высокопроизводительного анализа многих генов в образце количественная ПЦР может быть выполнена для сотен генов одновременно в случае массивов с низкой плотностью. [124] Второй подход — гибридизационный микромассив . Один массив или «чип» может содержать зонды для определения уровней транскриптов для каждого известного гена в геноме одного или нескольких организмов. [125] В качестве альтернативы можно использовать «основанные на тегах» технологии, такие как последовательный анализ экспрессии генов (SAGE) и РНК-Seq , которые могут обеспечить относительную меру клеточной концентрации различных мРНК. [126] Преимуществом методов на основе тегов является «открытая архитектура», позволяющая точно измерять любой транскрипт с известной или неизвестной последовательностью. [127] Секвенирование следующего поколения (NGS), такое как РНК-Seq , является другим подходом, производящим огромные объемы данных о последовательностях, которые можно сопоставить с эталонным геномом. Хотя метод NGS сравнительно трудоемок, дорог и ресурсоемок, он позволяет идентифицировать полиморфизмы отдельных нуклеотидов , варианты сплайсинга и новые гены, а также может использоваться для профилирования экспрессии в организмах, для которых мало или совсем нет информации о последовательности. [128]

Профили РНК в Википедии

Диаграмма экспрессии РНК.
Профиль экспрессии РНК транспортера GLUT4 (одного из основных транспортеров глюкозы, обнаруженных в организме человека)

Подобные профили имеются почти для всех белков, перечисленных в Википедии. Они создаются такими организациями, как Институт геномики исследовательского фонда Novartis и Европейский институт биоинформатики . Дополнительную информацию можно найти, выполнив поиск в их базах данных (пример транспортера GLUT4, изображенного здесь, см. в ссылке). [129] Эти профили указывают уровень экспрессии ДНК (и, следовательно, производимой РНК) определенного белка в определенной ткани и имеют соответствующую цветовую кодировку на изображениях, расположенных в поле «Белки» с правой стороны каждой страницы Википедии.

Количественное определение белка

Для генов, кодирующих белки, уровень экспрессии можно оценить напрямую с помощью ряда методов, имеющих некоторые явные аналогии с методами количественной оценки мРНК.

Одним из наиболее часто используемых методов является проведение вестерн-блоттинга против интересующего белка. [130] Это дает информацию о размере белка в дополнение к его идентичности. Образец (часто клеточный лизат ) разделяется на полиакриламидном геле , переносится на мембрану, а затем исследуется антителом к ​​интересующему белку. Антитело может быть либо конъюгировано с флуорофором , либо с пероксидазой хрена для визуализации и/или количественной оценки. Гелевая природа этого анализа делает количественную оценку менее точной, но у него есть преимущество в том, что он позволяет идентифицировать более поздние модификации белка, например, протеолиз или убиквитинирование, по изменениям в размере.

корреляция мРНК-белок

В то время как транскрипция напрямую отражает экспрессию гена, число копий молекул мРНК напрямую не коррелирует с числом молекул белка, транслируемых с мРНК. Количественная оценка как белка, так и мРНК позволяет установить корреляцию двух уровней. Регулирование на каждом этапе экспрессии гена может влиять на корреляцию, как показано для регуляции трансляции [28] или стабильности белка. [131] Посттрансляционные факторы, такие как транспорт белка в высокополярных клетках [132] , также могут влиять на измеряемую корреляцию мРНК-белок.

Локализация

Визуализация мРНК горбуши в эмбрионе дрозофилы.
In situ-гибридизация эмбрионов Drosophila на разных стадиях развития для мРНК, ответственной за экспрессию hunchback . Высокая интенсивность синего цвета отмечает места с высоким количеством мРНК hunchback.

Анализ экспрессии не ограничивается количественным определением; локализация также может быть определена. мРНК может быть обнаружена с помощью соответствующим образом маркированной комплементарной цепи мРНК, а белок может быть обнаружен с помощью маркированных антител. Затем исследуемый образец исследуется с помощью микроскопа, чтобы определить, где находится мРНК или белок.

Ленточная диаграмма зеленого флуоресцентного белка, напоминающая бочкообразную структуру.
Трехмерная структура зеленого флуоресцентного белка . Остатки в центре «ствола» отвечают за выработку зеленого света после воздействия более энергичного синего света. Из PDB : 1EMA ​.

Заменив ген новой версией, слитой с маркером зеленого флуоресцентного белка или аналогичным, можно напрямую количественно оценить экспрессию в живых клетках. Это делается путем визуализации с использованием флуоресцентного микроскопа . Очень сложно клонировать белок, слитый с GFP, в его нативное местоположение в геноме, не влияя на уровни экспрессии, поэтому этот метод часто нельзя использовать для измерения эндогенной экспрессии гена. Однако он широко используется для измерения экспрессии гена, искусственно введенного в клетку, например, через вектор экспрессии . Слиянием целевого белка с флуоресцентным репортером можно значительно изменить поведение белка, включая его клеточную локализацию и уровень экспрессии.

Иммуноферментный анализ работает с использованием антител, иммобилизованных на микротитровальном планшете, для захвата интересующих белков из образцов, добавленных в лунку. Используя детектирующее антитело, конъюгированное с ферментом или флуорофором, количество связанного белка можно точно измерить с помощью флуорометрического или колориметрического обнаружения. Процесс обнаружения очень похож на процесс вестерн-блоттинга, но избегая этапов геля, можно достичь более точной количественной оценки.

Система выражения

Tet-ON индуцируемая shRNA-система

Система экспрессии — это система, специально разработанная для производства генного продукта по выбору. Обычно это белок, хотя это может быть и РНК, например тРНК или рибозим . Система экспрессии состоит из гена, обычно кодируемого ДНК , и молекулярного аппарата, необходимого для транскрипции ДНК в мРНК и перевода мРНК в белок с использованием предоставленных реагентов. В самом широком смысле это включает в себя каждую живую клетку, но этот термин чаще используется для обозначения экспрессии как лабораторного инструмента. Поэтому система экспрессии часто является в некотором роде искусственной. Однако системы экспрессии являются фундаментально естественным процессом. Вирусы являются прекрасным примером того, как они реплицируются, используя клетку-хозяина в качестве системы экспрессии для вирусных белков и генома.

Индуцируемое выражение

Доксициклин также используется в контролируемой тетрациклином активации транскрипции «Tet-on» и «Tet-off» для регуляции экспрессии трансгенов в организмах и клеточных культурах .

В природе

В дополнение к этим биологическим инструментам, определенные естественно наблюдаемые конфигурации ДНК (гены, промоторы, энхансеры, репрессоры) и связанный с ними механизм называются системой экспрессии. Этот термин обычно используется в случае, когда ген или набор генов включается при четко определенных условиях, например, простая система экспрессии переключателя репрессора в фаге Lambda и система оператора lac в бактериях. Несколько естественных систем экспрессии используются напрямую или модифицируются и используются для искусственных систем экспрессии, таких как система экспрессии Tet-on и Tet-off .

Генные сети

Гены иногда рассматривались как узлы в сети, где входы — это белки, такие как факторы транскрипции , а выходы — это уровень экспрессии генов. Узел сам по себе выполняет функцию, и работа этих функций интерпретировалась как выполнение своего рода обработки информации внутри клеток и определяет клеточное поведение.

Генные сети также могут быть построены без формулирования явной причинной модели. Это часто происходит при сборке сетей из больших наборов данных по экспрессии. [133] Ковариация и корреляция экспрессии вычисляются по большой выборке случаев и измерений (часто данные транскриптома или протеома ). Источник вариации может быть как экспериментальным, так и естественным (наблюдательным). Существует несколько способов построения сетей генной экспрессии, но один из распространенных подходов заключается в вычислении матрицы всех парных корреляций экспрессии по условиям, временным точкам или индивидуумам и преобразовании матрицы (после порогового значения при некотором пороговом значении) в графическое представление, в котором узлы представляют гены, транскрипты или белки, а ребра, соединяющие эти узлы, представляют силу ассоциации (см. GeneNetwork GeneNetwork 2). [134]

Методы и инструменты

Следующие экспериментальные методы используются для измерения экспрессии генов и перечислены в приблизительно хронологическом порядке, начиная с более старых, более устоявшихся технологий. Они делятся на две группы в зависимости от степени их мультиплексности .

Базы данных экспрессии генов

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Brueckner F, Armache KJ, Cheung A, Damsma GE, Kettenberger H, Lehmann E и др. (февраль 2009 г.). «Структурно-функциональные исследования комплекса удлинения РНК-полимеразы II». Acta Crystallographica. Раздел D, Биологическая кристаллография . 65 (Pt 2): 112–120. Bibcode :2009AcCrD..65..112B. doi :10.1107/S0907444908039875. PMC  2631633 . PMID  19171965.
  2. ^ Кребс Дж. Э., Голдштейн Е. С., Килпатрик СТ. (2017-03-02). Гены Левина XII . Берлингтон, Массачусетс: Jones & Bartlett Learning. ISBN 978-1-284-10449-3. OCLC  965781334.
  3. ^ Ramanathan A, Robb GB, Chan SH (сентябрь 2016 г.). «мРНК-кэппинг: биологические функции и приложения». Nucleic Acids Research . 44 (16): 7511–7526. doi :10.1093/nar/gkw551. PMC 5027499. PMID 27317694  . 
  4. ^ Gonatopoulos-Pournatzis T, Cowling VH (январь 2014). «Кэп-связывающий комплекс (CBC)». The Biochemical Journal . 457 (2): 231–242. doi :10.1042/BJ20131214. PMC 3901397. PMID  24354960 . 
  5. ^ Neve J, Patel R, Wang Z, Louey A, Furger AM (июль 2017 г.). «Расщепление и полиаденилирование: завершение сообщения расширяет регуляцию генов». RNA Biology . 14 (7): 865–890. doi :10.1080/15476286.2017.1306171. PMC 5546720 . PMID  28453393. 
  6. ^ Бородулина OR, Крамеров DA (сентябрь 2008). «Транскрипты, синтезированные РНК-полимеразой III, могут быть полиаденилированы в зависимости от AAUAAA». РНК . 14 (9): 1865–1873. doi :10.1261/rna.1006608. PMC 2525947 . PMID  18658125. 
  7. ^ Муньос-Телло П., Раджаппа Л., Кокиль С., Тор С. (2015). «Полиуридилирование у эукариот: 3'-концевая модификация, регулирующая жизнь РНК». BioMed Research International . 2015 : 968127. doi : 10.1155/2015/968127 . PMC 4442281. PMID  26078976 . 
  8. ^ Passmore LA, Coller J (февраль 2022 г.). «Роли поли(А) хвостов мРНК в регуляции экспрессии эукариотических генов». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 23 (2): 93–106. doi :10.1038/s41580-021-00417-y. PMC 7614307. PMID  34594027 . 
  9. ^ Морозов И.Ю., Джонс М.Г., Разак А.А., Ригден Д.Дж., Кэддик М.Х. (январь 2010 г.). «Модификация мРНК CUCU способствует декапированию и деградации транскрипта в Aspergillus nidulans». Молекулярная и клеточная биология . 30 (2): 460–469. doi :10.1128/MCB.00997-09. PMC 2798463. PMID  19901075 . 
  10. ^ Darnell JE (апрель 2013 г.). «Размышления об истории обработки пре-мРНК и основные моменты современных знаний: единая картина». РНК . 19 (4): 443–460. doi :10.1261/rna.038596.113. PMC 3677254. PMID 23440351  . 
  11. ^ Zhang L, Vielle A, Espinosa S, Zhao R (май 2019 г.). «РНК в сплайсосоме: взгляд из структур криоЭМ». Wiley Interdisciplinary Reviews. РНК . 10 (3): e1523. doi :10.1002/wrna.1523. PMC 6450755. PMID 30729694  . 
  12. ^ Hossain MA, Rodriguez CM, Johnson TL (октябрь 2011 г.). «Ключевые особенности двухинтронного гена Saccharomyces cerevisiae SUS1 способствуют его альтернативному сплайсингу». Nucleic Acids Research . 39 (19): 8612–8627. doi :10.1093/nar/gkr497. PMC 3201863. PMID  21749978 . 
  13. ^ Baralle FE, Giudice J (июль 2017 г.). «Альтернативный сплайсинг как регулятор развития и идентичности тканей». Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 18 (7): 437–451. doi :10.1038/nrm.2017.27. PMC 6839889. PMID 28488700  . 
  14. ^ Baum B, Spang A (декабрь 2023 г.). «О происхождении ядра: гипотеза». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 87 (4): e0018621. doi :10.1128/mmbr.00186-21. PMC 10732040. PMID 38018971  . 
  15. ^ Сирри В., Уркуки-Инчима С., Руссель П., Эрнандес-Верден Д. (январь 2008 г.). «Ядрышко: увлекательное ядерное тело». Гистохимия и клеточная биология . 129 (1): 13–31. doi :10.1007/s00418-007-0359-6. PMC 2137947. PMID  18046571 . 
  16. ^ Frank DN, Pace NR (1998). «Рибонуклеаза P: единство и разнообразие в рибозиме, обрабатывающем тРНК». Annual Review of Biochemistry . 67 : 153–180. doi : 10.1146/annurev.biochem.67.1.153 . PMID  9759486.
  17. ^ Ceballos M, Vioque A (2007). "tRNase Z". Protein and Peptide Letters . 14 (2): 137–145. doi :10.2174/092986607779816050. PMID  17305600.
  18. ^ Weiner AM (октябрь 2004 г.). «созревание тРНК: полимеризация РНК без шаблона нуклеиновой кислоты». Current Biology . 14 (20): R883–R885. Bibcode : 2004CBio...14.R883W. doi : 10.1016/j.cub.2004.09.069 . PMID  15498478.
  19. ^ Браткович Т., Божич Дж., Рогель Б. (февраль 2020 г.). «Функциональное разнообразие малых ядрышковых РНК». Исследования нуклеиновых кислот . 48 (4): 1627–1651. дои : 10.1093/nar/gkz1140. ПМК 7038934 . ПМИД  31828325. 
  20. ^ Низами З, Дерюшева С, Галл Дж. Г. (июль 2010 г.). «Тело Кахаля и тело гистонового локуса». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 2 (7): a000653. doi :10.1101/cshperspect.a000653. PMC 2890199. PMID 20504965  . 
  21. ^ Darzacq X, Jády BE, Verheggen C, Kiss AM, Bertrand E, Kiss T (июнь 2002 г.). «Cajal body-specific small nuclear RNAs: a novel class of 2'-O-methylation and pseudouridylation guide RNAs». The EMBO Journal . 21 (11): 2746–2756. doi :10.1093/emboj/21.11.2746. PMC 126017. PMID  12032087 . 
  22. ^ Köhler A, Hurt E (октябрь 2007 г.). «Экспорт РНК из ядра в цитоплазму». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 8 (10): 761–773. doi :10.1038/nrm2255. PMID  17786152. S2CID  10836137.
  23. ^ Jambhekar A, Derisi JL (май 2007 г.). «Цис-действующие детерминанты асимметричного цитоплазматического транспорта РНК». РНК . 13 (5): 625–642. doi :10.1261/rna.262607. PMC 1852811 . PMID  17449729. 
  24. ^ Amaral PP, Dinger ME, Mercer TR, Mattick JS (март 2008 г.). «Эукариотический геном как РНК-машина». Science . 319 (5871): 1787–1789. Bibcode :2008Sci...319.1787A. doi :10.1126/science.1155472. PMID  18369136. S2CID  206511756.
  25. ^ Hansen TM, Baranov PV, Ivanov IP, Gesteland RF, Atkins JF (май 2003). «Поддержание правильной открытой рамки считывания рибосомой». EMBO Reports . 4 (5): 499–504. doi :10.1038/sj.embor.embor825. PMC 1319180. PMID  12717454 . 
  26. ^ Berk V, Cate JH (июнь 2007 г.). «Взгляд на биосинтез белка из структур бактериальных рибосом». Current Opinion in Structural Biology . 17 (3): 302–309. doi :10.1016/j.sbi.2007.05.009. PMID  17574829.
  27. ^ Schwanhäusser B, Busse D, Li N, Dittmar G, Schuchhardt J, Wolf J и др. (май 2011 г.). «Глобальная количественная оценка контроля экспрессии генов млекопитающих» (PDF) . Nature . 473 (7347): 337–342. Bibcode : 2011Natur.473..337S. doi : 10.1038/nature10098. PMID  21593866. S2CID  205224972.
  28. ^ аб Шванхойссер Б, Буссе Д, Ли Н, Диттмар Г, Шуххардт Дж, Вольф Дж и др. (март 2013 г.). «Исправление: Глобальная количественная оценка контроля экспрессии генов млекопитающих». Природа . 495 (7439): 126–127. Бибкод : 2013Natur.495..126S. дои : 10.1038/nature11848 . ПМИД  23407496.
  29. ^ Хегде RS, Канг SW (июль 2008 г.). «Концепция транслокационной регуляции». Журнал клеточной биологии . 182 (2): 225–232. doi :10.1083/jcb.200804157. PMC 2483521. PMID  18644895 . 
  30. ^ Альбертс Б. , Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтерс П. (2002). «Форма и структура белков». Молекулярная биология клетки (четвертое изд.). Нью-Йорк и Лондон: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  31. ^ Anfinsen CB (июль 1972). «Формирование и стабилизация структуры белка». The Biochemical Journal . 128 (4): 737–749. doi :10.1042/bj1280737. PMC 1173893. PMID  4565129 . 
  32. ^ Berg JM, Tymoczko JL, Lubert Stryer ; Веб-контент Нила Д. Кларка (2002). "3. Структура и функция белка". Биохимия . Сан-Франциско: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-4684-3.
  33. ^ Selkoe DJ (декабрь 2003 г.). «Сворачивание белков фатальными способами». Nature . 426 (6968): 900–904. Bibcode :2003Natur.426..900S. doi :10.1038/nature02264. PMID  14685251. S2CID  6451881.
  34. ^ Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М. и др. (2010). «Структура и функция белка». Essential Cell Biology (3-е изд.). Нью-Йорк: Garland Science, Taylor and Francis Group, LLC. стр. 120–170. ISBN 978-0-8153-4129-1.
  35. ^ Hebert DN, Molinari M (октябрь 2007 г.). «Внутри и снаружи ЭР: сворачивание белков, контроль качества, деградация и связанные с ними заболевания человека». Physiological Reviews . 87 (4): 1377–1408. doi :10.1152/physrev.00050.2006. PMID  17928587.
  36. ^ Рассел Р. (январь 2008 г.). «Неправильное сворачивание РНК и действие шаперонов». Frontiers in Bioscience . 13 (13): 1–20. doi :10.2741/2557. PMC 2610265. PMID 17981525  . 
  37. ^ Кобер Л., Зехе К., Боде Дж. (апрель 2013 г.). «Оптимизированные сигнальные пептиды для разработки высокоэкспрессирующих линий клеток СНО». Биотехнология и биоинженерия . 110 (4): 1164–1173. doi :10.1002/bit.24776. PMID  23124363. S2CID  449870.
  38. ^ Lu J, Wu T, Zhang B, Liu S, Song W, Qiao J и др. (Май 2021 г.). «Типы сигналов ядерной локализации и механизмы импорта белков в ядро». Cell Communication and Signaling . 19 (1): 60. doi : 10.1186/s12964-021-00741-y . PMC 8140498. PMID  34022911 . 
  39. ^ Ланг С., Нгуен Д., Бхадра П., Юнг М., Хелмс В., Циммерманн Р. (2022-07-11). «Особенности сигнального пептида, определяющие субстратную специфичность компонентов нацеливания и транслокации при импорте белков ЭР человека». Frontiers in Physiology . 13 : 833540. doi : 10.3389/fphys.2022.833540 . PMC 9309488. PMID  35899032 . 
  40. ^ Murat D, Byrne M, Komeili A (октябрь 2010 г.). «Клеточная биология прокариотических органелл». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 2 (10): a000422. doi :10.1101/cshperspect.a000422. PMC 2944366. PMID 20739411  . 
  41. ^ ab Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002), "От РНК к белку", Молекулярная биология клетки. 4-е издание , Garland Science , получено 10 июня 2024 г.
  42. ^ Moreau P, Brandizzi F, Hanton S, Chatre L, Melser S, Hawes C, et al. (2007). «Интерфейс ЭР-Гольджи растений: высокоструктурированный и динамичный мембранный комплекс». Журнал экспериментальной ботаники . 58 (1): 49–64. doi : 10.1093/jxb/erl135 . PMID  16990376.
  43. ^ Прудовский И., Тарантини Ф., Ландрискина М., Нейвандт Д., Сольди Р., Киров А. и др. (апрель 2008 г.). «Секреция без Гольджи». Журнал клеточной биохимии . 103 (5): 1327–1343. дои : 10.1002/jcb.21513. ПМК 2613191 . ПМИД  17786931. 
  44. ^ Zaidi SK, Young DW, Choi JY, Pratap J, Javed A, Montecino M и др. (октябрь 2004 г.). «Внутриядерный трафик: организация и сборка регуляторного аппарата для комбинаторного биологического контроля». Журнал биологической химии . 279 (42): 43363–43366. doi : 10.1074/jbc.R400020200 . PMID  15277516.
  45. ^ Mattick JS, Amaral PP, Dinger ME, Mercer TR, Mehler MF (январь 2009 г.). «РНК-регуляция эпигенетических процессов». BioEssays . 31 (1): 51–59. doi : 10.1002/bies.080099 . PMID  19154003.
  46. ^ Мартинес Н. Дж., Уолхаут А. Дж. (апрель 2009 г.). «Взаимодействие между факторами транскрипции и микроРНК в регуляторных сетях геномного масштаба». BioEssays . 31 (4): 435–445. doi :10.1002/bies.200800212. PMC 3118512 . PMID  19274664. 
  47. ^ Томилин Н.В. (апрель 2008 г.). «Регуляция экспрессии генов млекопитающих ретроэлементами и некодирующими тандемными повторами». BioEssays . 30 (4): 338–348. doi : 10.1002/bies.20741 . PMID  18348251.
  48. ^ Lee TI, Young RA (март 2013 г.). «Транскрипционная регуляция и ее неправильное регулирование при заболеваниях». Cell . 152 (6): 1237–1251. doi :10.1016/j.cell.2013.02.014. PMC 3640494 . PMID  23498934. 
  49. ^ О'Коннор Л., Гилмор Дж., Бонифер К. (декабрь 2016 г.). «Роль повсеместно экспрессируемого фактора транскрипции Sp1 в тканеспецифической регуляции транскрипции и в болезнях». Йельский журнал биологии и медицины . 89 (4): 513–525. PMC 5168829. PMID  28018142 . 
  50. ^ Йесудхас Д., Батул М., Анвар МА., Паннерселвам С., Чой С. (август 2017 г.). «Белки, распознающие ДНК: структурная уникальность и универсальность ДНК-связывающих доменов в факторах транскрипции стволовых клеток». Гены . 8 (8): 192. doi : 10.3390/genes8080192 . PMC 5575656. PMID  28763006 . 
  51. ^ Wang G, Wang F, Huang Q, Li Y, Liu Y, Wang Y (2015). «Понимание регуляции факторов транскрипции путем интеграции экспрессии генов и гиперчувствительных участков ДНКазы I». BioMed Research International . 2015 : 757530. doi : 10.1155/2015/757530 . PMC 4573618. PMID  26425553 . 
  52. ^ Kolovos P, Knoch TA, Grosveld FG, Cook PR, Papantonis A (январь 2012 г.). «Усилители и сайленсеры: комплексная и простая модель их функции». Epigenetics & Chromatin . 5 (1): 1. doi : 10.1186/1756-8935-5-1 . PMC 3281776 . PMID  22230046. 
  53. ^ Fuda NJ, Ardehali MB, Lis JT (сентябрь 2009 г.). «Определение механизмов, регулирующих транскрипцию РНК-полимеразы II in vivo». Nature . 461 (7261): 186–192. Bibcode :2009Natur.461..186F. doi :10.1038/nature08449. PMC 2833331 . PMID  19741698. 
  54. ^ Filtz TM, Vogel WK, Leid M (февраль 2014 г.). «Регуляция активности факторов транскрипции с помощью взаимосвязанных посттрансляционных модификаций». Trends in Pharmacological Sciences . 35 (2): 76–85. doi :10.1016/j.tips.2013.11.005. PMC 3954851. PMID  24388790 . 
  55. ^ Hampsey M (июнь 1998). «Молекулярная генетика общей транскрипционной машины РНК-полимеразы II». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 62 (2): 465–503. doi : 10.1128 /MMBR.62.2.465-503.1998. PMC 98922. PMID  9618449. 
  56. ^ Veitia RA (ноябрь 2008 г.). «Тысяча и один способ создания функционально схожих транскрипционных энхансеров». BioEssays . 30 (11–12): 1052–1057. doi :10.1002/bies.20849. PMID  18937349.
  57. ^ Nguyen T, Nioi P, Pickett CB (май 2009). «Путь сигнализации элемента ответа Nrf2-антиоксидант и его активация окислительным стрессом». Журнал биологической химии . 284 (20): 13291–13295. doi : 10.1074/jbc.R900010200 . PMC 2679427. PMID  19182219 . 
  58. ^ Пол С (ноябрь 2008 г.). «Дисфункция системы убиквитин-протеасома при множественных заболеваниях: терапевтические подходы». BioEssays . 30 (11–12): 1172–1184. doi :10.1002/bies.20852. PMID  18937370. S2CID  29422790.
  59. ^ Лос М., Маддика С., Эрб Б., Шульце-Остхофф К. (май 2009 г.). «Переключение Akt: от сигнализации выживания к смертельному ответу». BioEssays . 31 (5): 492–495. doi :10.1002/bies.200900005. PMC 2954189. PMID  19319914 . 
  60. ^ Афек А, Села I, Муса-Лемпель Н, Лукацкий Д.Б. (ноябрь 2011 г.). «Неспецифическое связывание транскрипционного фактора с ДНК влияет на заселенность нуклеосом у дрожжей». Биофизический журнал . 101 (10): 2465–2475. arXiv : 1111.4779 . Бибкод : 2011BpJ...101.2465A. дои : 10.1016/j.bpj.2011.10.012. ПМЦ 3218343 . ПМИД  22098745. 
  61. ^ Мусави А., Мотевализаде Ардекани А. (ноябрь 2016 г.). «Роль эпигенетики в биологии и болезнях человека». Iranian Biomedical Journal . 20 (5): 246–258. doi :10.22045/ibj.2016.01. PMC 5075137. PMID 27377127  . 
  62. ^ Al Aboud NM, Tupper C, Jialal I (2024). «Генетика, эпигенетический механизм». StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID  30422591. Получено 12 июня 2024 г.
  63. ^ Miller JL, Grant PA (2013). "Роль метилирования ДНК и модификаций гистонов в регуляции транскрипции у людей". Эпигенетика: развитие и заболевания . Субклеточная биохимия. Т. 61. С. 289–317. doi :10.1007/978-94-007-4525-4_13. ISBN 978-94-007-4524-7. PMC  6611551 . PMID  23150256.
  64. ^ Verheul TC, van Hijfte L, Perenthaler E, Barakat TS (2020). "Почему YY1: Механизмы регуляции транскрипции Инь-Ян 1". Frontiers in Cell and Developmental Biology . 8 : 592164. doi : 10.3389/fcell.2020.592164 . PMC 7554316. PMID  33102493 . 
  65. ^ Spitz F, Furlong EE (сентябрь 2012 г.). «Транскрипционные факторы: от связывания энхансера до контроля развития». Nature Reviews. Genetics . 13 (9): 613–626. doi :10.1038/nrg3207. PMID  22868264. S2CID  205485256.
  66. ^ ab Schoenfelder S, Fraser P (август 2019). «Дальнодействующие контакты энхансера и промотора в контроле экспрессии генов». Nature Reviews. Genetics . 20 (8): 437–455. doi :10.1038/s41576-019-0128-0. PMID  31086298. S2CID  152283312.
  67. ^ Weintraub AS, Li CH, Zamudio AV, Sigova AA, Hannett NM, Day DS и др. (декабрь 2017 г.). «YY1 — структурный регулятор петель энхансер-промотор». Cell . 171 (7): 1573–1588.e28. doi :10.1016/j.cell.2017.11.008. PMC 5785279 . PMID  29224777. 
  68. ^ Lambert SA, Jolma A, Campitelli LF, Das PK, Yin Y, Albu M и др. (февраль 2018 г.). «Факторы транскрипции человека». Cell . 172 (4): 650–665. doi : 10.1016/j.cell.2018.01.029 . PMID  29425488.
  69. ^ Grossman SR, Engreitz J, Ray JP, Nguyen TH, Hacohen N, Lander ES (июль 2018 г.). «Позиционная специфичность различных классов факторов транскрипции в пределах энхансеров». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (30): E7222–E7230. Bibcode : 2018PNAS..115E7222G. doi : 10.1073/pnas.1804663115 . PMC 6065035. PMID  29987030 . 
  70. ^ Allen BL, Taatjes DJ (март 2015 г.). «Комплекс-медиатор: центральный интегратор транскрипции». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 16 (3): 155–166. doi :10.1038/nrm3951. PMC 4963239. PMID  25693131 . 
  71. ^ Михайличенко О., Бондаренко В., Харнетт Д., Шор И.Е., Мэйлс М., Виалес Р.Р. и др. (январь 2018 г.). «Степень активности энхансера или промотора отражается уровнями и направленностью транскрипции эРНК». Гены и развитие . 32 (1): 42–57. doi :10.1101/gad.308619.117. PMC 5828394. PMID  29378788 . 
  72. ^ Li QJ, Yang SH, Maeda Y, Sladek FM, Sharrocks AD, Martins-Green M (январь 2003 г.). «Активация Elk-1, зависящая от фосфорилирования MAP-киназы, приводит к активации коактиватора p300». The EMBO Journal . 22 (2): 281–291. doi :10.1093/emboj/cdg028. PMC 140103 . PMID  12514134. 
  73. ^ Carullo NV, Phillips Iii RA, Simon RC, Soto SA, Hinds JE, Salisbury AJ и др. (сентябрь 2020 г.). «Усилительные РНК предсказывают регуляторные связи энхансер-ген и имеют решающее значение для функции энхансера в нейронных системах». Nucleic Acids Research . 48 (17): 9550–9570. doi :10.1093/nar/gkaa671. PMC 7515708 . PMID  32810208. 
  74. ^ Lövkvist C, Dodd IB, Sneppen K, Haerter JO (июнь 2016 г.). «Метилирование ДНК в эпигеномах человека зависит от локальной топологии участков CpG». Nucleic Acids Research . 44 (11): 5123–5132. doi :10.1093/nar/gkw124. PMC 4914085. PMID  26932361 . 
  75. ^ Джаббари К, Бернарди Г (май 2004). «Метилирование цитозина и частоты CpG, TpG (CpA) и TpA». Gene . 333 : 143–149. doi :10.1016/j.gene.2004.02.043. PMID  15177689.
  76. ^ Вебер М., Хеллманн И., Штадлер М.Б., Рамос Л., Паабо С., Ребхан М. и др. (апрель 2007 г.). «Распределение, потенциал подавления и эволюционное влияние метилирования промотора ДНК в геноме человека». Nature Genetics . 39 (4): 457–466. doi :10.1038/ng1990. PMID  17334365. S2CID  22446734.
  77. ^ Yang X, Han H, De Carvalho DD, Lay FD, Jones PA, Liang G (октябрь 2014 г.). «Метилирование генного тела может изменять экспрессию генов и является терапевтической целью при раке». Cancer Cell . 26 (4): 577–590. doi :10.1016/j.ccr.2014.07.028. PMC 4224113 . PMID  25263941. 
  78. ^ Maeder ML, Angstman JF, Richardson ME, Linder SJ, Cascio VM, Tsai SQ и др. (декабрь 2013 г.). «Целевое деметилирование ДНК и активация эндогенных генов с использованием программируемых белков слияния TALE-TET1». Nature Biotechnology . 31 (12): 1137–1142. doi :10.1038/nbt.2726. PMC 3858462 . PMID  24108092. 
  79. ^ Ким Дж. Дж., Юнг М. В. (2006). «Нейронные цепи и механизмы, участвующие в павловском условном рефлексе страха: критический обзор». Neuroscience and Biobehavioral Reviews . 30 (2): 188–202. doi :10.1016/j.neubiorev.2005.06.005. PMC 4342048. PMID  16120461 . 
  80. ^ ab Duke CG, Kennedy AJ, Gavin CF, Day JJ, Sweatt JD (июль 2017 г.). «Эпигеномная реорганизация гиппокампа, зависящая от опыта». Learning & Memory . 24 (7): 278–288. doi :10.1101/lm.045112.117. PMC 5473107 . PMID  28620075. 
  81. ^ ab Bernstein C (2022). «Метилирование ДНК и установление памяти». Epigenetics Insights . 15 : 25168657211072499. doi :10.1177/25168657211072499. PMC 8793415. PMID  35098021 . 
  82. ^ ab Keifer J (февраль 2017 г.). «Primetime for Learning Genes». Genes . 8 (2): 69. doi : 10.3390/genes8020069 . PMC 5333058. PMID  28208656 . 
  83. ^ Saxonov S, Berg P, Brutlag DL (январь 2006 г.). «Полногеномный анализ динуклеотидов CpG в геноме человека различает два различных класса промоторов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (5): 1412–1417. Bibcode : 2006PNAS..103.1412S. doi : 10.1073/pnas.0510310103 . PMC 1345710. PMID  16432200 . 
  84. ^ Bird A (январь 2002 г.). «Паттерны метилирования ДНК и эпигенетическая память». Гены и развитие . 16 (1): 6–21. doi : 10.1101/gad.947102 . PMID  11782440.
  85. ^ Vogelstein B, Papadopoulos N, Velculescu VE, Zhou S, Diaz LA, Kinzler KW (март 2013 г.). «Пейзажи генома рака». Science . 339 (6127): 1546–1558. Bibcode :2013Sci...339.1546V. doi :10.1126/science.1235122. PMC 3749880 . PMID  23539594. 
  86. ^ Тесситоре А., Чиччарелли Г., Дель Веккьо Ф., Гаджиано А., Верцелла Д., Фискьетти М. и др. (2014). «МикроРНК в сети повреждения/восстановления ДНК и раке». Международный журнал геномики . 2014 : 820248. doi : 10.1155/2014/820248 . ПМЦ 3926391 . ПМИД  24616890. 
  87. ^ De Magistris P (октябрь 2021 г.). «Великий побег: экспорт мРНК через комплекс ядерных пор». Международный журнал молекулярных наук . 22 (21): 11767. doi : 10.3390/ijms222111767 . PMC 8583845. PMID  34769195 . 
  88. ^ Liu H, Luo M, Wen JK (май 2014). «стабильность мРНК в ядре». Журнал Чжэцзянского университета. Наука. B . 15 (5): 444–454. doi :10.1631/jzus.B1400088. PMC 4076601 . PMID  24793762. 
  89. ^ Ян ЛЛ, Захер ХС (октябрь 2019 г.). «Как клетки справляются с повреждением РНК и его последствиями?». Журнал биологической химии . 294 (41): 15158–15171. doi : 10.1074/jbc.REV119.006513 . PMC 6791314. PMID  31439666 . 
  90. ^ Passmore LA, Coller J (февраль 2022 г.). «Роли поли(А) хвостов мРНК в регуляции экспрессии эукариотических генов». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 23 (2): 93–106. doi :10.1038/s41580-021-00417-y. PMC 7614307. PMID  34594027 . 
  91. ^ Shehata SI, Watkins JM, Burke JM, Parker R (февраль 2024 г.). «Механизмы и последствия дестабилизации мРНК во время вирусных инфекций». Virology Journal . 21 (1): 38. doi : 10.1186/s12985-024-02305-1 . PMC 10848536. PMID  38321453 . 
  92. ^ Tang L, Chen HY, Hao NB, Tang B, Guo H, Yong X и др. (октябрь 2017 г.). «Ингибиторы микроРНК: естественная и искусственная секвестрация микроРНК». Cancer Letters . 407 : 139–147. doi :10.1016/B978-0-444-64046-8.00282-2. ISBN 978-0-444-64047-5. PMC  7152241 . PMID  28602827.
  93. ^ Mayr C (октябрь 2019 г.). «Что делают 3' UTR?». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 11 (10): a034728. doi :10.1101/cshperspect.a034728. PMC 6771366. PMID 30181377  . 
  94. ^ O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C (2018-08-03). "Обзор биогенеза микроРНК, механизмов действия и циркуляции". Frontiers in Endocrinology . 9 : 402. doi : 10.3389/fendo.2018.00402 . PMC 6085463. PMID  30123182 . 
  95. ^ Mayya VK, Duchaine TF (2019-01-24). «Шифры и палачи: как 3'-нетранслируемые регионы определяют судьбу матричных РНК». Frontiers in Genetics . 10 : 6. doi : 10.3389/fgene.2019.00006 . PMC 6357968. PMID  30740123 . 
  96. ^ Nair AA, Tang X, Thompson KJ, Vedell PT, Kalari KR, Subramanian S (июнь 2020 г.). «Частота элементов ответа микроРНК идентифицирует патологически значимые сигнальные пути при тройном негативном раке молочной железы». iScience . 23 (6): 101249. Bibcode :2020iSci...23j1249N. doi :10.1016/j.isci.2020.101249. PMC 7322352 . PMID  32629614. 
  97. ^ miRBase.org
  98. ^ ab Friedman RC, Farh KK, Burge CB, Bartel DP (январь 2009 г.). «Большинство мРНК млекопитающих являются консервативными мишенями микроРНК». Genome Research . 19 (1): 92–105. doi :10.1101/gr.082701.108. PMC 2612969 . PMID  18955434. 
  99. ^ Lim LP, Lau NC, Garrett-Engele P, Grimson A, Schelter JM, Castle J и др. (февраль 2005 г.). «Анализ микрочипов показывает, что некоторые микроРНК подавляют большое количество целевых мРНК». Nature . 433 (7027): 769–773. Bibcode :2005Natur.433..769L. doi :10.1038/nature03315. PMID  15685193. S2CID  4430576.
  100. ^ Selbach M, Schwanhäusser B, Thierfelder N, Fang Z, Khanin R, Rajewsky N (сентябрь 2008 г.). «Широко распространенные изменения в синтезе белка, вызванные микроРНК». Nature . 455 (7209): 58–63. Bibcode :2008Natur.455...58S. doi :10.1038/nature07228. PMID  18668040. S2CID  4429008.
  101. ^ Baek D, Villén J, Shin C, Camargo FD, Gygi SP, Bartel DP (сентябрь 2008 г.). «Влияние микроРНК на выход белка». Nature . 455 (7209): 64–71. Bibcode :2008Natur.455...64B. doi :10.1038/nature07242. PMC 2745094 . PMID  18668037. 
  102. ^ Палмеро Э.И., де Кампос С.Г., Кампос М., де Соуза, Северная Каролина, Геррейру И.Д., Карвальо А.Л. и др. (июль 2011 г.). «Механизмы и роль дерегуляции микроРНК в возникновении и прогрессировании рака». Генетика и молекулярная биология . 34 (3): 363–370. дои : 10.1590/S1415-47572011000300001. ПМК 3168173 . ПМИД  21931505. 
  103. ^ Бернстайн C, Бернстайн H (май 2015 г.) . «Эпигенетическое снижение репарации ДНК при прогрессировании желудочно-кишечного рака». World Journal of Gastrointestinal Oncology . 7 (5): 30–46. doi : 10.4251/wjgo.v7.i5.30 . PMC 4434036. PMID  25987950. 
  104. ^ Mellios N, Sur M (2012). «Возникающая роль микроРНК в шизофрении и расстройствах аутистического спектра». Frontiers in Psychiatry . 3 : 39. doi : 10.3389/fpsyt.2012.00039 . PMC 3336189. PMID  22539927 . 
  105. ^ Geaghan M, Cairns MJ (август 2015 г.). «МикроРНК и посттранскрипционная дисрегуляция в психиатрии». Биологическая психиатрия . 78 (4): 231–239. doi : 10.1016/j.biopsych.2014.12.009 . hdl : 1959.13/1335073 . PMID  25636176.
  106. ^ Sonenberg N, Hinnebusch AG (февраль 2009 г.). «Регуляция инициации трансляции у эукариот: механизмы и биологические мишени». Cell . 136 (4): 731–745. doi :10.1016/j.cell.2009.01.042. PMC 3610329 . PMID  19239892. 
  107. ^ Jurėnas D, Van Melderen L (2020-04-17). «Разнообразие общей темы ингибирования трансляции системами токсин-антитоксин типа II». Frontiers in Genetics . 11 : 262. doi : 10.3389 /fgene.2020.00262 . PMC 7180214. PMID  32362907. 
  108. ^ Дмитриев С.Е., Владимиров ДО, Лашкевич КА (ноябрь 2020 г.). «Краткое руководство по ингибиторам малых молекул синтеза эукариотических белков». Биохимия. Биохимия . 85 (11): 1389–1421. doi :10.1134/S0006297920110097. PMC 7689648. PMID  33280581 . 
  109. ^ abc Walsh CT, Garneau-Tsodikova S, Gatto GJ (декабрь 2005 г.). "Белковые посттрансляционные модификации: химия диверсификаций протеома". Angewandte Chemie . 44 (45): 7342–7372. doi :10.1002/anie.200501023. PMID  16267872. S2CID  32157563.
  110. ^ Khoury GA, Baliban RC, Floudas CA (сентябрь 2011 г.). "Статистика посттрансляционных модификаций по всему протеому: частотный анализ и курирование базы данных swiss-prot". Scientific Reports . 1 (90): 90. Bibcode :2011NatSR...1...90K. doi :10.1038/srep00090. PMC 3201773 . PMID  22034591. 
  111. ^ Mann M, Jensen ON (март 2003 г.). «Протеомный анализ посттрансляционных модификаций». Nature Biotechnology . 21 (3): 255–261. doi :10.1038/nbt0303-255. PMID  12610572. S2CID  205266061.
  112. ^ Seo J, Lee KJ (январь 2004 г.). «Посттрансляционные модификации и их биологические функции: протеомный анализ и систематические подходы». Журнал биохимии и молекулярной биологии . 37 (1): 35–44. doi : 10.5483/bmbrep.2004.37.1.035 . PMID  14761301.
  113. ^ Rogers LD, Overall CM (декабрь 2013 г.). «Протеолитическая посттрансляционная модификация белков: протеомные инструменты и методология». Molecular & Cellular Proteomics . 12 (12): 3532–3542. doi : 10.1074/mcp.M113.031310 . PMC 3861706 . PMID  23887885. 
  114. ^ Ахмад В., Гулл Б., Бэби Дж., Мустафа Ф. (июнь 2021 г.). «Комплексный анализ северных и жидкостных гибридизационных анализов для мРНК, малых РНК и микроРНК с использованием подхода без радиоактивной метки». Текущие вопросы молекулярной биологии . 43 (2): 457–484. doi : 10.3390/cimb43020036 . PMC 8929067. PMID  34206608 . 
  115. ^ Hoy MA (2013). "Глава 6 - Некоторые дополнительные инструменты для молекулярного биолога". Молекулярная генетика насекомых (3-е изд.). Academic Press . стр. 215–249. doi :10.1016/C2011-0-69839-4. ISBN 978-0-12-415874-0.
  116. ^ Петров А, Ца А, Пуглиси Дж. Д. (2013). «Анализ РНК методом аналитического электрофореза в полиакриламидном геле». Лабораторные методы в энзимологии: РНК . Т. 530. С. 301–313. doi :10.1016/B978-0-12-420037-1.00016-6. ISBN 978-0-12-420037-1. ISSN  1557-7988. PMID  24034328.
  117. ^ Boyle A, Perry-O'Keefe H (май 2001 г.). «Маркировка и колориметрическое обнаружение неизотопных зондов». Current Protocols in Molecular Biology . 3 (Приложение 20): Unit3.18. doi :10.1002/0471142727.mb0318s20. PMID  18265226.
  118. ^ Kuang J, Yan X, Genders AJ, Granata C, Bishop DJ (2018-05-10). «Обзор технических соображений при использовании количественного ПЦР-анализа экспрессии генов в реальном времени в исследованиях упражнений у людей». PLOS ONE . 13 (5): e0196438. Bibcode : 2018PLoSO..1396438K. doi : 10.1371/journal.pone.0196438 . PMC 5944930. PMID  29746477 . 
  119. ^ Yang T, Zhang M, Zhang N (январь 2022 г.). «Модифицированный протокол северного блоттинга для легкого обнаружения мРНК в общей РНК с использованием радиоактивно меченых зондов». BMC Genomics . 23 (1): 66. doi : 10.1186/s12864-021-08275-w . PMC 8772191 . PMID  35057752. 
  120. ^ Wesierska-Gadek J, Wang ZQ, Schmid G (январь 1999). «Сниженная стабильность регулярно сплайсированного, но не альтернативно сплайсированного белка p53 в фибробластах мышей с дефицитом PARP». Cancer Research . 59 (1): 28–34. PMID  9892179.
  121. ^ Padhi BK, Singh M, Rosales M, Pelletier G, Cakmak S (май 2018 г.). «Количественный анализ на основе ПЦР для оценки целостности мРНК в образцах крыс». Biomolecular Detection and Quantification . 15 : 18–23. doi :10.1016/j.bdq.2018.02.001. PMC 6006387. PMID  29922590 . 
  122. ^ Kwon YM, Ricke SC (2011-03-22). Высокопроизводительное секвенирование следующего поколения. Методы в молекулярной биологии. Т. 733 (1-е изд.). Springer Science+Business Media . doi :10.1007/978-1-61779-089-8. eISSN  1940-6029. ISBN 978-1-61779-089-8. ISSN  1064-3745.
  123. ^ Rahmasari R, Raekiansyah M, Azallea SN, Nethania M, Bilqisthy N, Rozaliyani A и др. (ноябрь 2022 г.). «Недорогой анализ ОТ-ПЦР на основе SYBR Green для обнаружения SARS-CoV-2 в индонезийских условиях с использованием праймеров, рекомендованных ВОЗ». Heliyon . 8 (11): e11130. Bibcode :2022Heliy...811130R. doi : 10.1016/j.heliyon.2022.e11130 . PMC 9617658 . PMID  36339747. 
  124. ^ Liang M, Cowley AW, Greene AS (январь 2004 г.). «Высокопроизводительное профилирование экспрессии генов: молекулярный подход к интегративной физиологии». Журнал физиологии . 554 (Pt 1): 22–30. doi :10.1113/jphysiol.2003.049395. PMC 1664740. PMID  14678487 . 
  125. ^ Bumgarner R (январь 2013 г.). "Обзор ДНК-микрочипов: типы, применение и их будущее". Current Protocols in Molecular Biology . Глава 22: Раздел 22.1. doi : 10.1002 /0471142727.mb2201s101. PMC 4011503. PMID  23288464. 
  126. ^ Byron SA, Van Keuren-Jensen KR, Engelthaler DM, Carpten JD, Craig DW (май 2016 г.). «Трансляция секвенирования РНК в клиническую диагностику: возможности и проблемы». Nature Reviews. Genetics . 17 (5): 257–271. doi :10.1038/nrg.2016.10. PMC 7097555. PMID 26996076  . 
  127. ^ Мейерс BC, Гэлбрейт DW, Нельсон T, Агравал V (июнь 2004 г.). «Методы транскрипционного профилирования в растениях. Плодитесь и размножайтесь». Физиология растений . 135 (2): 637–652. doi :10.1104/pp.104.040840. PMC 514100. PMID  15173570 . 
  128. ^ Кукурба KR, Монтгомери SB (апрель 2015 г.). «Секвенирование и анализ РНК». Cold Spring Harbor Protocols . 2015 (11): 951–969. doi :10.1101/pdb.top084970. PMC 4863231. PMID  25870306 . 
  129. ^ "Результаты поиска < Expression Atlas < EMBL-EBI". www.ebi.ac.uk .
  130. ^ Moritz CP (февраль 2020 г.). «40 лет вестерн-блоттинга: научный тост в честь дня рождения». Журнал протеомики . 212 : 103575. doi : 10.1016/j.jprot.2019.103575 . PMID  31706026.
  131. ^ Burkhart JM, Vaudel M, Gambaryan S, Radau S, Walter U, Martens L, et al. (Октябрь 2012). «Первый всесторонний и количественный анализ состава белков тромбоцитов человека позволяет провести сравнительный анализ структурных и функциональных путей». Blood . 120 (15): e73–e82. doi : 10.1182/blood-2012-04-416594 . PMID  22869793.
  132. ^ Moritz CP, Mühlhaus T, Tenzer S, Schulenborg T, Friauf E (июнь 2019 г.). «Плохая корреляция транскрипт-белок в мозге: отрицательно коррелирующие продукты генов выявляют нейрональную полярность как потенциальную причину». Journal of Neurochemistry . 149 (5): 582–604. doi :10.1111/jnc.14664. PMID  30664243. S2CID  58667771.
  133. ^ Banf M, Rhee SY (январь 2017 г.). «Вычислительный вывод сетей регуляции генов: подходы, ограничения и возможности». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Механизмы регуляции генов . 1860 (1): 41–52. doi : 10.1016/j.bbagrm.2016.09.003 . PMID  27641093.
  134. ^ Chesler EJ, Lu L, Wang J, Williams RW, Manly KF (май 2004 г.). «WebQTL: быстрый исследовательский анализ экспрессии генов и генетических сетей для мозга и поведения». Nature Neuroscience . 7 (5): 485–486. doi :10.1038/nn0504-485. PMID  15114364. S2CID  20241963.
  135. ^ Song Y, Wang W, Qu X, Sun S (февраль 2009 г.). «Влияние фактора-1альфа, индуцируемого гипоксией (HIF-1альфа), на рост и адгезию клеток плоскоклеточной карциномы языка». The Indian Journal of Medical Research . 129 (2): 154–163. PMID  19293442.
  136. ^ Hanriot L, Keime C, Gay N, Faure C, Dossat C, Wincker P и др. (сентябрь 2008 г.). «Сочетание LongSAGE с секвенированием Solexa хорошо подходит для изучения глубины и сложности транскриптома». BMC Genomics . 9 : 418. doi : 10.1186/1471-2164-9-418 . PMC 2562395 . PMID  18796152. 
  137. ^ Wheelan SJ, Martínez Murillo F, Boeke JD (июль 2008 г.). «Невероятно сжимающийся мир ДНК-микрочипов». Molecular BioSystems . 4 (7): 726–732. doi :10.1039/b706237k. PMC 2535915 . PMID  18563246. 
  138. ^ Миякоши М, Нисида Х, Шинтани М, Ямане Х, Нодзири Х (январь 2009 г.). «Высокоразрешающее картирование плазмидных транскриптомов в различных бактериях-хозяевах». BMC Genomics . 10 : 12. doi : 10.1186/1471-2164-10-12 . PMC 2642839 . PMID  19134166. 
  139. ^ Denoeud F, Aury JM, Da Silva C, Noel B, Rogier O, Delledonne M и др. (2008). «Аннотирование геномов с помощью масштабного секвенирования РНК». Genome Biology . 9 (12): R175. doi : 10.1186/gb-2008-9-12-r175 . PMC 2646279. PMID  19087247 . 
  140. ^ Clough E, Barrett T (2016). "The Gene Expression Omnibus Database". Статистическая геномика . Методы в молекулярной биологии. Том 1418. С. 93–110. doi :10.1007/978-1-4939-3578-9_5. ISBN 978-1-4939-3576-5. PMC  4944384 . PMID  27008011.
  141. ^ Килич С, Уайт ЭР, Сагитова ДМ, Корниш ДжП, Эрилл И (январь 2014 г.). «CollecTF: база данных экспериментально подтвержденных сайтов связывания факторов транскрипции у бактерий». Nucleic Acids Research . 42 (выпуск базы данных): D156–D160. doi :10.1093/nar/gkt1123. PMC 3965012. PMID  24234444 . 
  142. ^ Моретто М., Сонего П., Диркксенс Н., Брилли М., Бьянко Л., Ледезма-Техейда Д. и др. (январь 2016 г.). «COLOMBOS v3.0: использование сборников экспрессии генов для межвидового анализа». Исследования нуклеиновых кислот . 44 (Д1): Д620–Д623. дои : 10.1093/nar/gkv1251. ПМК 4702885 . ПМИД  26586805. 
  143. ^ Faith JJ, Driscoll ME, Fusaro VA, Cosgrove EJ, Hayete B, Juhn FS и др. (январь 2008 г.). «База данных многих микробных микрочипов: равномерно нормализованные сборники Affymetrix со структурированными экспериментальными метаданными». Nucleic Acids Research . 36 (выпуск базы данных): D866–D870. doi :10.1093/nar/gkm815. PMC 2238822. PMID  17932051 . 

Внешние ссылки