منطقة التحكم في الموضع

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

منطقة التحكم الموضعي ( LCR ) هي عنصر تنظيمي سيسي بعيد المدى يُعزز التعبير عن الجينات المرتبطة في مواقع الكروماتين البعيدة . تعمل هذه المنطقة بطريقة تعتمد على عدد النسخ، وهي خاصة بالأنسجة، كما يتضح من التعبير الانتقائي لجينات بيتا غلوبين في خلايا الدم الحمراء . [ 1 ] يمكن تعديل مستويات التعبير الجيني بواسطة منطقة التحكم الموضعي والعناصر القريبة من الجين، مثل المحفزات والمعززات والمثبطات . تعمل منطقة التحكم الموضعي عن طريق استقطاب معقدات تعديل الكروماتين والمنشطات المساعدة ومعقدات النسخ . [ 2 ] تسلسلها محفوظ في العديد من الفقاريات، وقد يشير حفظ مواقع محددة إلى أهميتها الوظيفية. [ 2 ] تمت مقارنتها بالمعزز الفائق ، حيث يؤدي كلاهما تنظيمًا سيسيًا بعيد المدى عبر استقطاب معقد النسخ. [ 3 ]

تاريخ

تم تحديد منطقة التحكم الموضعي (LCR) لجين بيتا غلوبين منذ أكثر من 20 عامًا في دراسات أجريت على فئران معدلة وراثيًا . وقد بينت هذه الدراسات أن منطقة التحكم الموضعي ضرورية للتنظيم الطبيعي لتعبير جين بيتا غلوبين. [ 4 ] وجاء الدليل على وجود هذا العنصر التنظيمي الإضافي من مجموعة من المرضى الذين افتقروا إلى منطقة طولها 20 كيلوبايت تقع في اتجاه 5' من مجموعة جينات بيتا غلوبين، وهي منطقة حيوية لتعبير أي من جينات بيتا غلوبين. فعلى الرغم من سلامة جميع الجينات نفسها والعناصر التنظيمية الأخرى، إلا أنه بدون هذه المنطقة، لم يتم التعبير عن أي من الجينات في مجموعة جينات بيتا غلوبين. [ 5 ]

أمثلة

على الرغم من أن الاسم يوحي بأن منطقة التحكم الموضعي (LCR) تقتصر على منطقة واحدة، إلا أن هذا ينطبق فقط على منطقة التحكم الموضعي لجين بيتا غلوبين ( HBB-LCR ). وقد وجدت دراسات أخرى أن منطقة التحكم الموضعي الواحدة يمكن أن تتوزع في مناطق متعددة حول الجينات التي تتحكم بها وداخلها. تقع منطقة التحكم الموضعي لجين بيتا غلوبين في الفئران والبشر على بُعد 6-22 كيلوبايت من جين الغلوبين الأول ( إبسيلون ). وهي تتحكم في الجينات التالية: [ 1 ] [ 2 ]

  • HBE1 ، الوحدة الفرعية إبسيلون للهيموجلوبين (الجنينية)
  • HBG2 ، وحدة الهيموجلوبين الفرعية جاما-2 (الجنيني)
  • HBG1 ، الوحدة الفرعية غاما-1 للهيموجلوبين (الجنيني)
  • HBD ، وحدة فرعية دلتا من الهيموجلوبين (للبالغين)
  • HBB ، الوحدة الفرعية بيتا للهيموجلوبين (للبالغين)

يوجد مُتحكّم موضعي للأوبسين ( OPSIN-LCR ) يتحكّم في التعبير عن جين OPN1LW والنسخ الأولى من جين OPN1MW على الكروموسوم X البشري، في المنطقة المجاورة لهذين الجينين. [ 6 ] قد يؤدي خلل في هذا المُتحكّم الموضعي إلى فقدان التعبير عن كلا الأوبسينين، مما يُسبب رؤية أحادية اللون في المخاريط الزرقاء . [ 7 ] هذا المُتحكّم الموضعي محفوظ أيضًا في الأسماك العظمية، بما في ذلك سمكة الزيبرا . [ 8 ]

حتى عام 2002، كان هناك 21 منطقة LCR معروفة في الإنسان. [ 1 ] وحتى عام 2019، تم تسجيل 11 منطقة LCR بشرية في قاعدة بيانات NCBI. [ 9 ]

النماذج المقترحة لوظيفة LCR

على الرغم من إجراء دراسات لمحاولة تحديد نموذج لكيفية عمل LCR، إلا أن الأدلة على النماذج التالية ليست مدعومة بقوة أو مستبعدة. [ 1 ]

نموذج التكرار

ترتبط عوامل النسخ بنوى المواقع شديدة الحساسية وتتسبب في تكوين حلقة في منطقة التحكم الموضعي (LCR) يمكنها التفاعل مع محفز الجين الذي تنظمه. [ 1 ]

نموذج التتبع

ترتبط عوامل النسخ بمنطقة التحكم الموضعي (LCR) لتشكيل مُركّب. يتحرك هذا المُركّب على طول حلزون الحمض النووي حتى يتمكن من الارتباط بمُحفّز الجين الذي يُنظّمه. بمجرد الارتباط، يزيد جهاز النسخ من التعبير الجيني. [ 1 ]

نموذج التتبع المُيسَّر

تجمع هذه الفرضية بين نموذجي الالتفاف والتتبع، مما يشير إلى أن عوامل النسخ ترتبط بمنطقة التحكم الموضعي لتشكيل حلقة، والتي بدورها تبحث عن محفز الجين الذي تنظمه وترتبط به. [ 1 ]

نموذج الربط

ترتبط عوامل النسخ بالحمض النووي من منطقة التحكم الموضعي (LCR) إلى المحفز بطريقة منظمة باستخدام بروتينات غير مرتبطة بالحمض النووي ومعدلات الكروماتين. يؤدي هذا إلى تغيير بنية الكروماتين لكشف نطاق النسخ. [ 1 ]

أظهرت الدراسات التي أُجريت على الفئران المعدلة وراثيًا أن حذف منطقة التحكم الموضعي (LCR) لجين بيتا غلوبين يؤدي إلى تكثف هذه المنطقة من الكروموسوم إلى حالة كروماتينية غير متجانسة . [ 1 ] [ 2 ] ويؤدي ذلك إلى انخفاض التعبير عن جينات بيتا غلوبين، مما قد يسبب مرض بيتا ثلاسيميا لدى البشر والفئران.

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 لي كيو، بيترسون كيه آر، فانغ إكس، ستاماتويانوبولوس جي (نوفمبر 2002). " مناطق التحكم الموضعي" . مجلة الدم . 100 (9): 3077-86 . doi : 10.1182/blood-2002-04-1104 . PMC 2811695. PMID 12384402 .  
  2. 1 2 3 4 ليفينجز، ب.ب.، وبونجرت، ج. (مارس 2002). "منطقة التحكم في موضع بيتا غلوبين البشري" . المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 269 (6): 1589-1599 . doi : 10.1046/j.1432-1327.2002.02797.x . PMID 11895428 . 
  3. ↑ غورومورثي أ، شين ي، غان إي إم، بونجرت ج (يناير 2019). "انفصال الطور وتنظيم النسخ: هل تُعدّ المُعززات الفائقة ومناطق التحكم الموضعي مواقع أساسية لتجميع مُركب النسخ؟" . BioEssays . 41 ( 1) e1800164. doi : 10.1002/bies.201800164 . PMC 6484441. PMID 30500078 .  
  4. ↑ جيرستين إم بي، بروس سي، روزوفسكي جيه إس، تشنغ دي، دو جيه، كوربل جيه أو، وآخرون . (يونيو 2007). "ما هو الجين بعد مشروع ENCODE؟ التاريخ والتعريف المُحدَّث" . أبحاث الجينوم . 17 (6): 669-81 . doi : 10.1101/gr.6339607 . PMID 17567988 .  
  5. ↑ نوسباوم ر، ماكينيس ر، ويلارد هـ (2016). طومسون وطومسون: علم الوراثة في الطب ( الطبعة الثامنة). فيلادلفيا: إلسيفير. ص 200.  
  6. ↑ ديب، س. س. (يونيو 2006). "علم الوراثة للتنوع في رؤية الألوان لدى الإنسان ونمط المخاريط الشبكية". الرأي الحالي في علم الوراثة والتطور . 16 (3): 301-307 . doi : 10.1016/j.gde.2006.04.002 . PMID 16647849 . 
  7. ↑ كارول ج، روسي إي إيه، بورتر ج، نيتز ج، رودا أ، ويليامز دي آر، نيتز إم (سبتمبر 2010). "حذف منطقة التحكم في موضع جين الأوبسين المرتبط بالكروموسوم X (LCR) يؤدي إلى تعطيل فسيفساء المخاريط" . أبحاث الرؤية . 50 (19): 1989-1999 . doi : 10.1016/j.visres.2010.07.009 . PMC 3005209. PMID 20638402 .  
  8. ↑ تام كيه جيه، واتسون سي تي، ماساه إس، كوليبابا إيه إم، بريدن إف، بريفونتين جي جي، بيشلاغ تي في (نوفمبر 2011). "الوظيفة التنظيمية للتسلسلات المحفوظة في اتجاه التيار لجينات الأوبسين الحساسة للموجات الطويلة في الأسماك العظمية" . أبحاث الرؤية . 51 ( 21-22 ): 2295-303 . doi : 10.1016/j.visres.2011.09.010 . PMID 21971525 . 
  9. ↑ "بحث: "منطقة التحكم في الموضع" [ العنوان ] و "الإنسان العاقل" [ الاسم ] و على قيد الحياة [ الخاص ] " . NCBI Gene . تم الاسترجاع في 20 أغسطس 2019 .