Säätelyelementtejä

Säätelyelementtejä ovat DNA- tai RNA-sekvenssejä, jotka ohjaavat geenien ilmentymistä transkriptio- tai translataatioprosessissa. Ne voivat toimia cis- tai trans-säätelyelementteinä ja ne voivat sijaita geneen lähellä tai kauempana; vaikutus voi ilmetä esimerkiksi kolmiulotteisen kromatiinin rakenteen kautta. Yleisimpiä DNA-säätelyelementtejä ovat promootorit, enhancers (vahvistajat) ja silencers (hiljentäjät), sekä insulatorit, jotka säätelevät geeneihin kohdistuvaa aktivointia tai eristystä. Lisäksi 5' ja 3' epäperäiset alueet (UTR) sekä transkriptiotekijöiden sitoutumispaikat ovat tärkeitä ilmentymisen säätelyssä.

Toimintamekanismeja ovat RNA-polymeraasin rekrytointi, transkriptiotekijöiden ja koaktivatoren sekä repressoreiden sitoutuminen, sekä kromatiinin rakenteen ja histonimuokkauksien vaikutus saatavuuteen. Säätelyelementit voivat toimia solukohtaisesti eri kehitysvaiheissa ja kudoksissa; sama sekvenssi voi olla aktiivinen toisessa kontekstissa ja ei-toimiva toisessa. Eri organi- ja solutyppien ilmentymisen erityispiirteet rakentuvat suurista verkostoista säätelyelementtejä, joiden vuorovaikutukset muodostavat geenien ilmentymisen aikataulun ja amplitudin.

Tutkimuksessa säätelyelementtejä kartoitetaan genomitasolla esimerkiksi ChIP-seq, ATAC-seq sekä reporter- ja CRISPR-pohjaisilla lähestymistavoilla. Tällöin voidaan ymmärtää, miten geneettiset variantit ja kehityksen aikaiset tilat vaikuttavat ilmentymiseen sekä miten sääntelyverkot liittyvät terveyteen, kehitykseen ja sairauksiin. Yhteenvetona säätelyelementit muodostavat geenien ilmentymisen keskeisen säätöportin.