อ่าน 5 นาที
องค์ประกอบเริ่มต้น
องค์ประกอบเริ่มต้น ( Inr )ซึ่งบางครั้งเรียกว่าโมทีฟเริ่มต้นเป็นโปรโมเตอร์หลักที่มีฟังก์ชันคล้ายกับกล่อง Pribnow (ในโปรคาริโอต ) หรือกล่อง TATA (ในยูคาริโอต )
องค์ประกอบเริ่มต้น

องค์ประกอบเริ่มต้น ( Inr )ซึ่งบางครั้งเรียกว่าโมทีฟเริ่มต้นเป็นโปรโมเตอร์หลักที่มีฟังก์ชันคล้ายกับกล่อง Pribnow (ในโปรคาริโอต ) หรือกล่อง TATA (ในยูคาริโอต ) Inrเป็นโปรโมเตอร์ที่มีฟังก์ชันที่ง่ายที่สุดที่สามารถควบคุมการเริ่มต้นการถอดรหัสโดยไม่ต้องมีกล่อง TATA ที่ใช้งานได้ มีลำดับคอนเซนซัส YYA +1 NWYY ในมนุษย์[ a ] [ 1 ] เช่นเดียวกับกล่อง TATA องค์ประกอบ Inr ช่วยอำนวยความสะดวกในการจับของปัจจัยการถอดรหัส II D ( TFIID ) [ 1 ] Inr ทำงานโดยการเพิ่มความสัมพันธ์ในการจับและเสริมความแข็งแกร่งของโปรโมเตอร์
ภาพรวม
องค์ประกอบเริ่มต้น (Inr) เป็นลำดับที่พบได้บ่อยที่สุดที่ตำแหน่งเริ่มต้นการถอดรหัส (TSS) ของยีนยูคาริโอต เดิมทีมีการอธิบายว่าเป็นองค์ประกอบ 17 bp ในปี 1989 [ 2 ]แต่การวิเคราะห์อื่นๆ (ทั้งที่ใหม่กว่าและเก่ากว่า) ได้สร้างลำดับคอนเซนซัสที่มีความยาว 2-9 bp [ 3 ]
Inr ในมนุษย์ได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี 1980 โดย Corden และคณะว่าเป็นโมทีฟ TSS ที่กว้างกว่า ได้รับการอธิบายและชี้แจงครั้งแรกโดยนักชีววิทยาจาก MIT สองคน คือ Stephen T. Smale และDavid Baltimoreในปี 1989 [ 2 ]งานวิจัยของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าโปรโมเตอร์ Inr สามารถเริ่มต้นการถอดรหัสพื้นฐานได้แม้ไม่มีกล่อง TATA ในกรณีที่มีกล่อง TATA หรือโปรโมเตอร์อื่นๆ Inr จะเพิ่มประสิทธิภาพของการถอดรหัสโดยทำงานร่วมกับโปรโมเตอร์เพื่อจับกับRNA polymerase IIยีนที่มีโปรโมเตอร์ทั้งสองประเภทจะมีแรงยึดจับโปรโมเตอร์ที่สูงขึ้น การกระตุ้นที่ง่ายขึ้น และระดับกิจกรรมการถอดรหัสที่สูงขึ้นTFIIDซึ่งเป็นส่วนประกอบของคอมเพล็กซ์ก่อนการเริ่มต้นของRNA polymerase II จะจับกับทั้งกล่อง TATA และ Inr สองหน่วยย่อย TAF1 และ TAF2 ของ TFIID จะจดจำลำดับ Inr และนำคอมเพล็กซ์มารวมกัน[ 4 ]เชื่อกันว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่าง TFIID และ Inr มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเริ่มต้นการถอดรหัส ซึ่งอาจเป็นเพราะลำดับ Inr ทับซ้อนกับตำแหน่งเริ่มต้น[ 5 ]นอกจากนี้ยังเชื่อกันว่าองค์ประกอบ Inr มีปฏิสัมพันธ์กับตัวกระตุ้นSp1ซึ่งเป็นปัจจัยการถอดรหัสโปรตีนจำเพาะ 1 จากนั้น Sp1 จะสามารถควบคุมการกระตุ้นและการเริ่มต้นการถอดรหัสได้[ 6 ]
อาร์เคียมีการอนุรักษ์บางส่วนที่ TSS ซึ่งกำหนดประสิทธิภาพของโปรโมเตอร์ ทำให้มันเป็นองค์ประกอบเริ่มต้นชนิดหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการระบุโฮโมล็อกของ TAF1/2 ดังนั้นจึงไม่ทราบว่า Inr ของอาร์เคียทำงานอย่างไร[ 7 ]
ตำแหน่งและลำดับ
องค์ประกอบ Inr ครอบคลุมเบส 2-9 ตัวรอบๆ ตำแหน่งเริ่มต้นการถอดรหัส (+1) ซึ่งมักจะตามหลังลำดับคอนเซนซัส ช่วงเบสที่ครอบคลุมจะแตกต่างกันไปตามการเลือกคอนเซนซัส คอนเซนซัสของมนุษย์ดั้งเดิมในปี 1980 คือ YYCA +1 YYYYY จากการวิเคราะห์การกลายพันธุ์โดย Lo และ Smale ลำดับคอนเซนซัส "ที่ใช้งานได้" ของ Inr ในมนุษย์ถูกอนุมานว่าเป็น YYA +1 NWYY [ a ] ข้อมูล CAGE ทั่วทั้งจีโนมของมนุษย์ชี้ให้เห็นคอนเซนซัสที่ง่ายมากคือ YR +1 Vo ngoc และคณะได้ระบุลักษณะของ Inr ที่โปรโมเตอร์หลักที่เน้น (โปรโมเตอร์ที่มีตำแหน่งเริ่มต้นเพียงตำแหน่งเดียวหรือกลุ่มแคบๆ) และพบ BBCA +1 BW [ 3 ]
ลำดับคอนเซนซัสในDrosophilaคือ TCA +1 KTY [ 4 ]
คอนเซนซัสที่อนุรักษ์ไว้ในอาร์เคียคือ YR +1สำหรับSulfolobusคอนเซนซัสสำหรับทรานสคริปต์ที่มี 5' UTR น้อยกว่า 4 นิวคลีโอไทด์คือ YR +1 TG ในขณะที่ส่วนที่เหลือคือ YR +1 WMAAA สำหรับ ยีน araSของSulfolobusลำดับที่มีฟังก์ชันมากที่สุดคือ G +1 AGAMK [ 7 ]
การเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโปรโมเตอร์ที่มี Inr ที่ทำงานได้มีแนวโน้มที่จะไม่มีกล่อง TATA หรือมีลำดับ TATA ที่เสื่อมสภาพ เนื่องจากยีนที่มี Inr ที่ทำงานอยู่จะพึ่งพา TATA box ที่ทำงานได้หรือโปรโมเตอร์เพิ่มเติมได้น้อยกว่า[ 8 ]แม้ว่าองค์ประกอบ Inr จะแตกต่างกันไปในแต่ละโปรโมเตอร์ แต่ลำดับนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสูงระหว่างมนุษย์และยีสต์[ 8 ]การวิเคราะห์ไซต์เริ่มต้นการถอดรหัส 7670 ไซต์แสดงให้เห็นว่าประมาณ 40% มีการจับคู่ที่แน่นอนกับลำดับ Inr BBCA+1BW ในขณะที่ 16% มีความไม่ตรงกันเพียงหนึ่งตำแหน่ง[ 9 ] TFIID และซับยูนิตมีความไวต่อลำดับ Inr มาก และการเปลี่ยนแปลงของนิวคลีโอไทด์แสดงให้เห็นว่าสามารถเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ในการจับได้อย่างมาก ตำแหน่ง +1 และ -3 ได้รับการระบุว่าเป็นตำแหน่งที่สำคัญที่สุดสำหรับประสิทธิภาพการถอดรหัสและการทำงานของ Inr [ 8 ]การแทนที่นิว คลีโอไทด์ อะดีโนซีน ที่ตำแหน่ง +1 ด้วย G หรือ T จะทำให้กิจกรรมการถอดรหัสเปลี่ยนแปลงไป 10% และการแทนที่ไทมีนที่ตำแหน่ง +3 จะทำให้ระดับกิจกรรมการถอดรหัสเปลี่ยนแปลงไป 22% [ 10 ]
ความสำคัญ
พบว่าองค์ประกอบ Inr สำหรับโปรโมเตอร์หลักนั้นแพร่หลายมากกว่ากล่อง TATA ในโดเมนโปรโมเตอร์ของยูคาริโอต[ 11 ]ในการศึกษาลำดับโปรโมเตอร์ของมนุษย์ที่แตกต่างกันมากกว่า 1800 ลำดับ พบว่า 49% มีองค์ประกอบ Inr ในขณะที่ 21.8% มีกล่อง TATA [ 11 ]ในบรรดาลำดับที่มีกล่อง TATA นั้น 62% มีองค์ประกอบ Inr ด้วยเช่นกัน แม้ว่าองค์ประกอบ Inr จะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่ก็ได้รับการยอมรับว่าเป็นลำดับที่เกิดขึ้นบ่อยที่สุดที่ตำแหน่งเริ่มต้นของยีนในหลายสปีชีส์ การวิจัยเพิ่มเติมจะช่วยให้เข้าใจองค์ประกอบที่ควบคุมการสร้างยีนได้มากขึ้น
หมายเหตุ
- ในสัญลักษณ์กรดนิวคลีอิกสำหรับ DNA นั้น Y (ไพริมิดีน) หมายถึง C/T ( ไซโตซีนหรือไทมีนซึ่งทั้งคู่เป็นไพริมิดีน) N ( นิวคลีโอเบส) คือเบสใดๆ ในสี่เบส W ( อ่อน ) หมายถึง A/T ( อะดีนีน หรือไทมีน ซึ่งทั้งคู่สร้าง พันธะไฮโดรเจนได้เพียงสอง พันธะ ) และ K หมายถึง G/T (คีโตน) ตัวห้อย+1แสดงถึงตำแหน่งเริ่มต้นของการถอดรหัส
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ องค์ประกอบเริ่มต้น
องค์ประกอบเริ่มต้น ( Inr )ซึ่งบางครั้งเรียกว่าโมทีฟเริ่มต้นเป็นโปรโมเตอร์หลักที่มีฟังก์ชันคล้ายกับกล่อง Pribnow (ในโปรคาริโอต ) หรือกล่อง TATA (ในยูคาริโอต )
ภาพรวม
องค์ประกอบเริ่มต้น (Inr) เป็นลำดับที่พบได้บ่อยที่สุดที่ตำแหน่งเริ่มต้นการถอดรหัส (TSS) ของยีนยูคาริโอต เดิมทีมีการอธิบายว่าเป็นองค์ประกอบ 17 bp ในปี 1989 [ 2 ] แต่การวิเคราะห์อื่นๆ (ทั้งที่ใหม่กว่า และ เก่ากว่า) ได้สร้างลำดับคอนเซนซัสที่มีความยาว 2-9 bp [ 3 ]
ตำแหน่งและลำดับ
องค์ประกอบ Inr ครอบคลุมเบส 2-9 ตัวรอบๆ ตำแหน่งเริ่มต้นการถอดรหัส (+1) ซึ่งมักจะตามหลังลำดับคอนเซนซัส ช่วงเบสที่ครอบคลุมจะแตกต่างกันไปตามการเลือกคอนเซนซัส คอนเซนซัสของมนุษย์ดั้งเดิมในปี 1980 คือ YYCA +1 YYYYY จากการวิเคราะห์การกลายพันธุ์โดย Lo และ Smale...
การเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโปรโมเตอร์ที่มี Inr ที่ทำงานได้มีแนวโน้มที่จะไม่มีกล่อง TATA หรือมีลำดับ TATA ที่เสื่อมสภาพ เนื่องจากยีนที่มี Inr ที่ทำงานอยู่จะพึ่งพา TATA box ที่ทำงานได้หรือโปรโมเตอร์เพิ่มเติมได้น้อยกว่า [ 8 ] แม้ว่าองค์ประกอบ Inr...