Põhiline erinevus transkriptsiooni ja posttranskriptsiooni geenide vaigistamise vahel on see, et transkriptsiooniline geeni vaigistamine on geeniekspressiooni reguleerimine transkriptsiooni tasemel, et vähendada RNA sünteesi promootori vaigistamise kaudu, samas kui transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine on geeniekspressiooni reguleerimine translatsiooni ajal tase järjestusspetsiifilise RNA lagunemise teel.
Geeni vaigistamine on geeniekspressiooni reguleerimise protsess geeniekspressiooni katkestamise või mahasurumise teel. See lülitab teatud tüüpi geenid välja. Seetõttu takistab see valgu tootmist sellele vastavast geenist. Geeni vaigistamine võib toimuda transkriptsiooni või translatsiooni ajal. Seega on kahte tüüpi geenide vaigistamist nagu transkriptsiooni geeni vaigistamine ja transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine. Transkriptsiooniline geeni vaigistamine vähendab RNA sünteesi, samas kui transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine lagundab mRNA-d. Veelgi enam, transkriptsiooniline geeni vaigistamine toimub tuumades, samas kui transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine toimub tsütoplasmas.
Mis on transkriptsiooniline geenide vaigistamine?
Transkriptsiooniline geenivaigistamine on geenide vaigistamine, mis toimib RNA sünteesi vähenemise kaudu. See on histooni modifitseerimise tulemus, luues transkriptsioonimasinatele ligipääsmatu keskkonna. See juhtub rakkude tuumades. DNA metüülimine on transkriptsioonilise geeni vaigistamise jaoks väga oluline, kuna promootorjärjestuse metüülimine toimub transkriptsioonilise geeni vaigistamise ajal. Kodeeriva järjestuse metüülimine ei mõjuta transkriptsiooni. Kuid promootorjärjestuste metüülimine põhjustab histooni deatsetüülimise ja kromatiini kondenseerumise tõttu promootori inaktiveerimise. Kui promootorid on vaigistatud, mõjutab see geeni transkriptsiooni. Seega vaigistatakse transkriptsioonilise geeni vaigistamise korral promootorid, et reguleerida geeniekspressiooni transkriptsiooni tasemel.
Joonis 01: geenide vaigistamine
Mis on transkriptsioonijärgne geenide vaigistamine?
Posttranskriptsiooniline geenivaigistamine, tuntud ka kui RNA vaigistamine või RNA interferents, on teatud tüüpi geenide vaigistamine, mis toimib RNA järjestusspetsiifilise lagunemise kaudu. Kuigi geeni transkriptsioon ei ole mõjutatud, peatub valgusüntees mRNA-st ebastabiilse või ligipääsmatu mRNA tõttu. Transkriptsioonijärgse geeni vaigistamise indutseerib kaheahelalise RNA tahtlik tootmine. Kaheahelaline RNA käivitab homoloogse mRNA lõhustamise. Väikesed segavad RNA-d, millel on geenide transkribeeritud piirkondadega homoloogsed järjestused, juhivad mRNA järjestusspetsiifilist lagunemist. RNAi seondub sihtmärk-mRNA komplementaarse osaga ja märgistab selle lagunemiseks.
Joonis 02: Transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine
Geenide transkriptsioonijärgsel vaigistamisel on mitu rakendust, sealhulgas geeniteraapia ja vähiravi. Transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine on üks taimede loomulikke kaitsemehhanisme sissetungivate RNA viiruste vastu. Seetõttu on taimed, millel on transkriptsioonijärgse geeni vaigistamise defektid, vastuvõtlikumad RNA viiruste poolt põhjustatud infektsioonidele.
Millised on transkriptsioonilise ja posttranskriptsioonilise geenivaigistamise sarnasused?
- Need on kaks erinevat geenide vaigistavat nähtust.
- DsRNA võib indutseerida mõlemat nähtust.
- Mõlemat tüüpi vaigistamise puhul leitakse väikesed RNA liigid, mis arvatakse olevat dsRNA lagunemissaadused.
- Need on mehaaniliselt seotud.
Mis vahe on transkriptsioonilisel ja posttranskriptsioonilisel geenivaigistamisel?
Transkriptsiooniline geeni vaigistamine on geeni vaigistav nähtus, mis toimib transkriptsiooni tasemel RNA sünteesi vähenemise kaudu. Teisest küljest on transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine geeni vaigistamise nähtus, mis toimub translatsiooni tasemel mRNA järjestusspetsiifilise lagunemise kaudu. Seega on see peamine erinevus transkriptsiooni ja posttranskriptsiooni geenide vaigistamise vahel.
Lisaks toimub transkriptsiooniline geeni vaigistamine tuumades, transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine aga tsütoplasmas. Lisaks inaktiveeritakse promootorid transkriptsioonilise geeni vaigistamisel, samas kui promootorid on aktiivsed transkriptsioonijärgses geenide vaigistamises.
All infograafika tabelites on rohkem erinevusi transkriptsiooni ja transkriptsioonijärgse geeni vaigistamise vahel.
Kokkuvõte – transkriptsiooniline vs posttranskriptsiooniline geenide vaigistamine
Geenid on reguleeritud kas transkriptsiooni või posttranskriptsiooni tasemel. Transkriptsiooniline geeni vaigistamine toimub tuumades promootorjärjestuse metüülimise ja histooni modifitseerimise kaudu. Selle tulemusena väheneb RNA süntees. Transkriptsioonijärgne geeni vaigistamine toimub tsütoplasmas mRNA lõhustamise ja translatsiooni pärssimise kaudu. Mõlemad nähtused on indutseeritud dsRNA poolt ja sõltuvad väikestest segavatest RNA-dest. Seega võtab see kokku erinevuse transkriptsiooni ja transkriptsioonijärgse geeni vaigistamise vahel.
