WEBVTT

00:00:01.611 --> 00:00:03.861
Регулацията на генната експресия може да бъде

00:00:03.861 --> 00:00:06.969
моделирана при всяка стъпка в процеса,

00:00:06.969 --> 00:00:10.377
от инициацията на транскрипцията чак

00:00:10.377 --> 00:00:13.078
до следтранслационната модификация на един протеин

00:00:13.078 --> 00:00:15.895
и всяка стъпка между тях.

00:00:15.895 --> 00:00:19.454
И способността да се регулират всички тези различни стъпки

00:00:19.454 --> 00:00:21.604
помага на клетките да имат

00:00:21.604 --> 00:00:25.078
разнообразието и адаптивността

00:00:25.078 --> 00:00:28.429
на ефикасна нинджа, така че да прахосва енергия,

00:00:28.429 --> 00:00:31.581
за да експресира подходящите протеини, само когато е необходимо.

00:00:31.581 --> 00:00:33.612
Или можеш да мислиш за клетката

00:00:33.612 --> 00:00:35.395
като мързеливец, който иска да харчи

00:00:35.395 --> 00:00:37.877
най-малкото възможно количество енергия.

00:00:37.877 --> 00:00:40.304
Като започнем от началото на генната експресия,

00:00:40.304 --> 00:00:42.512
нека говорим за генната регулация,

00:00:42.512 --> 00:00:47.105
що се отнася до регулация на ДНК и хроматин.

00:00:47.536 --> 00:00:49.611
Да говорим за структурата на ДНК.

00:00:49.611 --> 00:00:52.742
ДНК е пакетирана в хромозомите под формата на хроматин,

00:00:52.742 --> 00:00:57.596
също познат като свръхнавита ДНК.

00:00:57.596 --> 00:01:00.395
И хроматинът е изграден от ДНК,

00:01:00.395 --> 00:01:03.835
хистонови протеини и не-хистонови протеини.

00:01:03.835 --> 00:01:06.504
И има повтарящи се единици в хроматина,

00:01:06.504 --> 00:01:09.844
наречени нуклеозоми, които са изградени от

00:01:09.844 --> 00:01:14.661
146 двойки бази двойноверижна ДНК,

00:01:14.661 --> 00:01:18.827
която е увита около ядро от осем хистона.

00:01:18.827 --> 00:01:21.753
И има четири различни вида хистони

00:01:21.753 --> 00:01:25.170
в тази структура от осем, които трябва да познаваш.

00:01:25.170 --> 00:01:31.545
И те се наричан Н2А, Н2В, Н3 и Н4,

00:01:31.545 --> 00:01:34.012
това е просто номенклатурата, която е им била дадена.

00:01:34.012 --> 00:01:37.969
Ацетилацията протича в амино терминалните опашки

00:01:37.969 --> 00:01:40.961
на тези хистонови протеини от ензим,

00:01:40.961 --> 00:01:43.174
наречен хистон ацетилтрансфераза,

00:01:43.174 --> 00:01:46.495
която просто ще съкратя на НАТ.

00:01:46.495 --> 00:01:49.754
И това е обратима модификация.

00:01:49.754 --> 00:01:52.836
Ацетилацията на хистоните бива поддържана в баланс

00:01:52.836 --> 00:01:56.128
от друг ензим, който премахва тези ацетилни групи,

00:01:56.128 --> 00:02:01.690
които са наречени хистон деацителаза, или HDAC.

00:02:01.690 --> 00:02:04.611
Ацетилацията на хистоните води до

00:02:04.611 --> 00:02:07.739
развиване на тази хроматинова структура

00:02:07.739 --> 00:02:10.928
и това им позволява да бъде достъпна за транскрипционната апаратура

00:02:10.928 --> 00:02:13.345
за експресията на гените.

00:02:13.345 --> 00:02:17.309
От обратната страна, хистоновата деацетилация води до

00:02:17.309 --> 00:02:20.544
кондензирана, или затворена, структура на хроматина

00:02:20.544 --> 00:02:23.262
и по-малко транскрипция на тези гени.

00:02:23.262 --> 00:02:25.015
Когато тези модификации, които регулират

00:02:25.015 --> 00:02:27.077
генната експресия, са унаследяеми,

00:02:27.077 --> 00:02:30.900
те се наричат епигенетична регулация.

00:02:30.900 --> 00:02:33.656
Когато става въпрос за генна експресия и ДНКы

00:02:33.656 --> 00:02:35.388
може да мислиш за ДНК

00:02:35.388 --> 00:02:37.983
като идваща в два вкуса,

00:02:37.983 --> 00:02:41.994
плътно пакетирана и транскрипционно неактивна ДНК,

00:02:41.994 --> 00:02:45.327
която се нарича хетерохроматин, а после

00:02:45.327 --> 00:02:49.637
по-малко плътна, транскрипционно активна ДНК, която е еухроматин.

00:02:49.637 --> 00:02:52.228
И предпочитам да мисля за хетерохроматина

00:02:52.228 --> 00:02:56.062
като плътно пакетиран и хиберниращ,

00:02:56.062 --> 00:02:58.978
тъй като хетерохроматин и хиберниращ са с Х,

00:02:58.978 --> 00:03:00.595
един вид като плътно натъпкани мечки,

00:03:00.595 --> 00:03:02.716
които са затворени в пещерата си за зимата,

00:03:02.716 --> 00:03:04.661
докато еухроматинът стои там

00:03:04.661 --> 00:03:06.128
с широко отворени ръце, приветстващ

00:03:06.128 --> 00:03:09.428
транскрипционната апаратура, която да транскрибира на воля.

00:03:09.428 --> 00:03:12.817
Често ще видиш, че хистоновата деацетилация

00:03:12.817 --> 00:03:16.145
е комбинирана с друг вид

00:03:16.145 --> 00:03:18.038
ДНК регулаторен механизъм

00:03:18.038 --> 00:03:20.533
и това е ДНК метилация,

00:03:20.533 --> 00:03:24.645
и това протича в процес, наречен генно заглушаване.

00:03:24.645 --> 00:03:27.428
И това е по-постоянен метод за

00:03:27.428 --> 00:03:30.512
даун регулиране (регулиране надолу) на транскрипцията на гените.

00:03:30.512 --> 00:03:32.953
И ДНК метилацията включва добавянето на

00:03:32.953 --> 00:03:36.695
метилова група, която е въглерод с три водорода,

00:03:36.695 --> 00:03:39.928
към цитозина, ДНК нуклеотид,

00:03:39.928 --> 00:03:44.544
от ензим, подходящо наречен метилтрансфераза.

00:03:44.544 --> 00:03:46.027
И това обикновено протича в

00:03:46.027 --> 00:03:49.991
богати на цитозин последователности, наречени CpG острови.

00:03:49.991 --> 00:03:53.428
Не забравяй, че цитозинът се свързва с гуанин,

00:03:53.428 --> 00:03:56.512
затова те са в CG острови.

00:03:56.512 --> 00:03:58.534
ДНК метилацията стабилно променя

00:03:58.534 --> 00:04:00.355
експресията на гените

00:04:00.355 --> 00:04:03.178
и това се случва, докато клетките се делят и диференцират

00:04:03.178 --> 00:04:07.544
от ембрионални стволови клетки в специфични тъкани.

00:04:07.544 --> 00:04:10.661
И това е жизненоважно за нормалното развитие

00:04:10.661 --> 00:04:13.911
и е свързано с други процеси,

00:04:13.911 --> 00:04:17.395
като генен импринтинг и инактивация на Х-хромозомата,

00:04:17.395 --> 00:04:19.428
теми за друга дискусия.

00:04:19.428 --> 00:04:21.712
И анормална ДНК метилация е била

00:04:21.712 --> 00:04:25.077
считана за причина за карциногенезата,

00:04:25.077 --> 00:04:28.044
или развитието на рак, така че можеш да видиш как

00:04:28.044 --> 00:04:30.968
нормалното функциониране на ДНК метилацията

00:04:30.968 --> 00:04:35.691
е важен регулаторен механизъм за клетките ни.

00:04:36.062 --> 00:04:37.848
ДНК метилацията може да засегне

00:04:37.848 --> 00:04:40.461
транскрипцията на гените по два начина.

00:04:40.461 --> 00:04:42.646
Първо, метилацията на ДНК сама по себе си

00:04:42.646 --> 00:04:44.524
може физически да възпре свързването

00:04:44.524 --> 00:04:47.895
на транскрипционни протеини към гена.

00:04:47.895 --> 00:04:50.552
И, второ и вероятно по-важно,

00:04:50.552 --> 00:04:53.794
метилираната ДНК може да е свързана от протеин,

00:04:53.794 --> 00:04:56.513
познат като метил CPG-свързващи доменни протеини,

00:04:56.513 --> 00:04:59.032
или MBD накратко.

00:04:59.032 --> 00:05:01.952
MBD протеините после могат да повикат допълнителни протеини

00:05:01.952 --> 00:05:05.589
към локуса, или определено местоположение в хромозома,

00:05:05.589 --> 00:05:08.689
определени гени, като хистон деацетилази

00:05:08.689 --> 00:05:11.189
и други хроматин-ремоделиращи протеини

00:05:11.189 --> 00:05:14.203
и това модифицира хистоните, оформяйки кондензиран,

00:05:14.203 --> 00:05:17.178
неактивен хроматин, който е

00:05:17.178 --> 00:05:20.203
транскрипционно заглушен.