Transcriptieregulatie

Transcriptieregulatie is het proces waardoor cellen bepalen of en in welke mate een gen wordt overgeschreven naar RNA. In eukaryoten gebeurt dit vooral bij promoter- en enhancerregio’s, terwijl in prokaryoten regulatie vaak samenhangt met operons en repressoren of activatoren die de RNA-polymerase-initiatie beïnvloeden. De belangrijkste spelers zijn RNA-polymerase (RNA-polymerase II in eukaryoten), algemene transcripiefactoren en regulerende factoren zoals activatoren en repressoren. Ook co-factoren, chromatinemodificaties en chromatinereconstructoren spelen een cruciale rol.

De regulatie berust op meerdere mechanismen. Regulatoire eiwitten binden aan DNA op promoter-, enhancer- of silencersites en verhogen of verlagen de kans dat de polymerase de initiatieplaats bereikt. Epigenetische veranderingen zoals DNA-methylatie en histonmodificaties wijzigen de toegankelijkheid van chromatinet en beïnvloeden zo de transcriptionele activiteit. Chromatine-remodelering, loopvorming tussen enhancer en promoter en de snelheid van Initiatie en elongatie dragen bij aan de nauwkeurige afstemming van genuitingen. Regulatie kan constitutief zijn of reageren op signalen uit de omgeving, hormonen of ontwikkelingsstadiums, waardoor specifieke celtypen specifieke genen tot expressie brengen.

Daarnaast bestaan er verschillen tussen organismen: bij prokaryoten ligt de nadruk vaak op operons en directe DNA-bindende regulatoren, terwijl bij eukaryoten een complexe combinatie van cis-regulatoire elementen en trans-regulerende factoren nodig is voor ruimte- en tijdsafhankelijke expressie. Dysregulatie van transcriptieregulatie kan leiden tot ziekten zoals kanker. Onderzoeksmethoden omvatten ChIP-seq, reporter assays en RNA-sequencing.