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.

Az előadások a következő témára: "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."— Előadás másolata:

1 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

2 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?

3 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 összetettsége 1.WormBase: gének 6%-ra vonatkozólag; génexpressziós mintázat, mutáns fenotípus 2.FlyBase: gének 14%; 3.BDGP ISH project: embrigenezis során D. melanogaster-ben

4 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.

5 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.

6 Nagy expressziós index esetén nagy az intergénikus távolság. Hosszabb intergénikus DNS szegélyezi azokat a géneket, melyek génexpressziós szabályozása összetettebb.

7 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

8

9 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

10 Általánosan előforduló: 4-5 kb Komplex funkció: D. melanogaster: 17-25 kb C. elegans: 8-11 kb

11 „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?

12 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.

13 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.

14 Köszönöm a figyelmet!