תהליך בקרת שעתוק עיבוד שבבי ממוחשב

מאמר גולש בנושא עיבוד שבבי ממוחשב. 

תהליכי בקרה התבססו על תהליכי קישור הדרגתיים שכוללים לרוב יותר מחריטה אחד שחוזק הקשרים משתנה הודות לאינטראקציות בין החלבונים. זה נכון לגבי עיבוד שבבי אך גם לגבי דנ"א. יש שפעול ודיכוי גנים בדיוק לפי אותו עיקרון. הדנ"א גם לא מסתובב בתא ערום, הוא כל הזמן עטוף בחלבוני הכרומטין. לא רק סוג החלבונים שנקשרים לדנ"א קובע את הבקרה אלא גם השינויים שנעשים בהם.

ניצור עיבוד שבבי שעתוק שההיווצרות שלו תלויה במצב האצטילציה של ההיסטונים. נקבל הבדלים במבנה הכרומטין שכוללים הטרו-כרומטין ואאו-כרומטין. אלה שמות שנקבעו לפי שיטות צביעת הכרומטין (הטרו אחר ואאו אמיתי). הכרומטין קובע דיכוי או שפעול של פעולת הגנים.

מין בשמרים:

התאים ההפלואידים של השמר יכולים להיות סוג a או אלפא. אלה המינים שיכולים לעבור הזדווגות. פעם אחת בדור הם מחליפים את המין.

כרומוזום 3 בשמר כולל את הלוקוס לזוויג mating type locus שנקרא MAT. החלבונים שהלוקוס הזה יוצר הם פקטורי טרנסקריפציה שמבקרים על ביטוי המין a או אלפא.

אזור ה-MAT מתחלף פעם בדור ושומר על גיוון הגנום. תכונה מתחלפת על מנת להעובד על תכולת הדנ"א.

בטלומרים יש שני אזורים HML ו- HMR. הם עוברים אינטראקציה עם MATומכילים עותקים שותקים- עובד שלא מתבטא, לא משועתק. HML, האזור השמאלי מבטא את מין אלפא שהוא פעיל ו- HMR הימני הוא a כשהוא פעיל. ההעברה היא פיזית מהצדדים לאמצע (לאזור MAT). זה תהליך קיטוע דנ"א ורקומבינציה שלו. הסוג של ה- HM באזור המרכזי MAT קובע את המין.

השתקת HML&HMR בשתי דרכים: (א) RAP נקשר לטלומרים ומגייס אתSIR, אינטראקצית חריטה-חריטה מאגדת מספר טלומרים יחד ומגבירה את רמת הדחיסה. (ב) קישור RAP ל- silencers.

בתוך הלוקוס MAT יש רצף משתיק. אזורי הקידוד ל-a ולאלפא, ה- silencerעובד על שניהם. הבקרה על המערך מאוד חשובה. תא הפלואידי חייב להתיק את האזורים הלא פעילים כי שמר לא יכול להיות שם a וגם אלפא. אם ניצור מוטנטים ללא אזורי השתקה הם יהיו דיפלואידים ויפעלו גורמי שעתוק גם ל-a וגם לאלפא. תא כזה לא יעבור זיווג עם תא אחר. זאת אומרת שהרצפים שעובדים כבקרה (פרומוטרים או משתיקים) נחוצים מאוד והם במרכז MAT. רצפי ההשתקה הם אלה שבמרכז ובצדדים. צריך למצוא דרך אחרת להשתיק את הרצף בטלומר ולא את הרצף במרכז.

רוב רצפי ה- silencers הם קונצנזוס, נמצאים בציס סמוך למה שהם משתיקים- UAS בקצוות.

אם מהנדסים גנים כלשהם וממקמים אותם ליד silencers הם מושתקים ולא מתבטאים. אפילו tCNC אפשר להשתיק באופן הזה. כלומר, הם משתיקים עיבוד שבבי פולימראז 2 או 3. צריך להיות מנגנון שאומר לכל גנום כיצד לפעול ומה להפעיל ולהשתיק. זה עובד ע"י קונדנסציה- ציפוף, או ריווח של הכרומטין. הכרומטין הוא העטיפה של הדנ"א ובכדי להפעיל שעתוק פולימראזות צריכות לחדור את המעטפת ולהגיע לדנ"א באופן ישר. ההיסטונים חשובים מאוד. אם עושים מוטציות בזנבות ה-N טרמינאליים של היסטונים 3 ו-4 נגרום לדה-רפרסציה ב- silencer. כלומר הקצוות ה-Nטרמינאליים של ההיסטונים חשובים לרפרסיה. הטלומרים גם כן חשובים בתהליך, הם צריכים להעובד על הכרומוזום. שרשראות עיבוד שבבי צריכות הגנה בקצוות וכך גם כרומוזומים מוגנים מפני נוקלאזות. המנגנון המעובד על הכרומוזומים הוא הטלומרים, הם מהדקים את הקצוות וכך גם מונעים טלומרים. גנים בטלומרים לא מתבטאים. קיצור של טלומרים הורס את ההגנה על הכרומוזומים.

חלבונים- RAP1 עובד המקודד לחריטה שנקשר ל- silencers קונצנזוס. הוא גם נקשר לטלומרים שכוללים חזרות של רצפי ה- silencers. SIR silent information regulator- קושר לעיבוד שבבי של הדנ"א עם ההיסטונים עםRAP1.

נוגדנים לחריטה SIR מראים איפה הוא נמצא בתאי שמרים. סימון של הדנ"א הטלומרי והשימוש בנוגדנים מראה שאותם צברים של דנ"ט טלומרי עשירים גם בחריטה SIR. בתאים של שמר, דיפלואידים, יש הרבה מאוד טלומרים- 34 לכל תא. הטלומרים האלה מתקבצים ל- clusters שנדברים להיקף הגרעין