Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata
description
Transcript of Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata
![Page 1: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/1.jpg)
Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata
Craig E Nelson, Bradley M Hersh és Sean B Carrol
(Genome Biology 2004, 5:R25)
Bihari Péter feldolgozásában
![Page 2: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/2.jpg)
Bevezetés
• Valódi szövetes állatok – Eumetazoa• Genomszerveződés:
– Centromer, telomer– Eukromatin, heterokromatin– Gének és intergénikus szakaszok
• Nemkódoló régiók: – Génexpressziót szabályozó elemek + funkció nélküli DNS (közvetlenül
nem szabályoz)
• Nehéz azonosítani.
• Arányuk a genomban?
• Mi befolyásolja méretüket, távolságukat és orientácójukat a kódoló régiókhoz képest?
Hatásuk a genom felépítésére?
![Page 3: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/3.jpg)
A vizsgálat célja:
• Szabályozó szakaszok hatása a gének eloszlására D. melanogaster és C. elegans esetében.
• Összevetni az egyes gének szabályozásának összetettségét ezen gének elhelyezkedésével.
Génexpresszió szabályozásának összetettsége
Génexpressziós mintázat összetettsége1. WormBase: gének 6%-ra vonatkozólag; génexpressziós
mintázat, mutáns fenotípus
2. FlyBase: gének 14%;
3. BDGP ISH project: embrigenezis során D. melanogaster-ben
![Page 4: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/4.jpg)
• Sok olyan gén van, melyek kevés helyen fejeződnek ki.
• Kevés gén, melyek sok szövetben fejeződnek ki.
• Vagyis: a gének egy kis részének nagyszámú szabályozó elemre van szüksége, míg többségüknek elég kis számú cisz-szabályozó elem.
![Page 5: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/5.jpg)
Több szabályozó elem elhelyezése– Sűrűségük növelése + a régió hossza változatlan, vagy– Régió hosszának növelése + elemek sűrűsége változatlan
Ha van egy minimálisan szükséges hossz elemenként, akkor…
Vagyis vizsgálható az összefüggés a génexpresszió szabályozásának összetettsége és a gént szegélyező nemkódoló DNS hossza közt.
Intergénikus távolság: 3’ és 5’ irányban mért távolság a következő génig.
![Page 6: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/6.jpg)
• Nagy expressziós index esetén nagy az intergénikus távolság.
• Hosszabb intergénikus DNS szegélyezi azokat a géneket, melyek génexpressziós szabályozása összetettebb.
![Page 7: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/7.jpg)
• 5’ vagy 3’ nemtranszlálódó szakaszok lehetnek a génen belül, ill. intronok is tartalmazhatnak szabályozó elemeket, ezeket az intergénikus távolsággal nem tudjuk figyelembe venni!
• D. melanogaster kromoszómái mentén „ablakot” csúsztathatunk, mely több gént átér.
• 11 gén hosszú; 1 középső + 5-5 a szélekről • Nagy génsűrűség - ablak mérete kicsi• Kis génsűrűség – nagy ablak• Alacsony génsűrűség – hosszú intergénikus DNS –
vélhetőleg összetett szabályozás
![Page 8: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/9.jpg)
• Az egyedfejlődésben kiemelkedő szerepe játszó gének többnyire transzkripciós faktorokat, jelátvivő molekulákat kódolnak. Mivel több fejlődési stádiumban, sokhelyütt expresszálódnak várhatóan számos szabályozó elem szükséges működésükhöz és hosszú intergénikus szakaszok határolják e géneket. Igaz?
• Kategóriák funkció szerint:– Gene Onthology (GO): embrionális fejl., spec. RNS pol. II tf, receptor
aktivitás, sejt differenciáció, anyagcsere, riboszóma felépítés, ált. RNS pol. II tf. (muslica, BLAST)
– „Háztartási” gének: humán gének megfelelői muslicában és fonálféregben (BLAST, proteom)
– „single copy” gének: muslicában és fonálféregben; szintén háztartási gének
![Page 10: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/10.jpg)
• Általánosan előforduló: 4-5 kb
• Komplex funkció:
D. melanogaster: 17-25 kb
C. elegans: 8-11 kb
![Page 11: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/11.jpg)
• „Háztartási” gének: 2-2 kb mindkét irányból.
• Komplex funkció:
• D melanogaster: egyenlően.
• C. elegans: 3’ irányban több.
• C. elegans génjeinek kb. 15 %-a operonokba rendeződik, muslicánál nincsenek operonok! Az operonokba rendeződött géneket eltávolítva nem változik az eredmény!
• Az intergénikus régiók hossza szignifikánsan különbözik a két fajnál.
• Ok: eukromatikus genom-expanzió, illetve genom-kompaktálódás?
![Page 12: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/12.jpg)
Komplex funkciójú gének vizsgálata egyenként:
• Ugyanaz a tendencia, mint csoport szinten.
• Muslica gének többnyire génszegény régiókban találhatóak, a génekben jóval hosszabb intronok, mint a fonálféreg megfelelő génjeiben.
![Page 13: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/13.jpg)
Összegzés
• Összetettebb génexpresszió szabályozás hosszabb intergénikus szakasz jelenlétével társul.
• Mindkét vizsgált fajnál a „háztartási” gének azonos méretű intergénikus régiót tartalmaztak, míg a komplex funkciójú gének esetén a D. melanogaster hosszabb határoló szakaszokkal rendelkezik. Emellett a C. elegans-ra jellemző, hogy 3’ irányban hosszabb az intergénius DNS, mint 5’ irányban.
• Feltehetőleg két tényező alakítja az intergénikus régiók nagyságát: a funkció nélküli DNS gyors deléciója és egy szelekciós nyomás, mely arra irányul, hogy a génexpresszió szabályozás minimális térbeli feltételei fennmaradjanak.
![Page 14: Az intergénikus régiók és a genom architektúrájának kapcsolata](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070416/568150e3550346895dbf00e6/html5/thumbnails/14.jpg)
Köszönöm a figyelmet!