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SNP对转录因子结合及基因表达的影响

SNP对转录因子结合及基因表达的影响

作者: sober01 | 来源:发表于2017-11-06 15:59 被阅读25次

    单核苷酸多态性(SNP)是基因组DNA序列变异的主要形式。但大多数的snp并不影响蛋白质序列,这些SNP主要通过对基因表达调控来影响生物个体。研究转录因子与snp位点的结合性质对于理解snp的功能作用非常有帮助。

    转录因子:指的是能够特异性地结合DNA序列的一系列蛋白质,他们以特异性结合这种方式来调节遗传信息由DNA转录为mRNA这个过程。在转录因子结合区域产生的snp可能影响转录因子的结合特性,从而导致转录因子在等位基因上的结合强度出现差异,也就是特异性结合现象。
    转录因子在杂合等位基因上的结合比例可以在一定程度上体现snp对转录因子结合特性的影响。

    研究者们发现了大多数性状相关的DNA变异改变的并不是基因本身,而是改变了那些控制基因表达过程的调控性遗传因素,比如SNP可以控制转录因子在等位基因上的特异性结合,以此控制特定的基因的表达,因为几乎所有的基因都是通过产生蛋白质这样的基因产物来发挥功能的。基因中的一个可导致疾病的突变会使基因产物的正常功能受到影响。研究发现,基因表达模式主要是靠各种启动子和增强子来决定的,这些调控元件将各种信号因子和转录因子信息整合起来对基因表达进行调控。

    国内外研究:
    大多数和性状相关联的DNA变异都存在于一些曾经被认为没有用的DNA序列中,这些区域之所以被认为没有用,是因为它们不是编码区,而现在我们已经了解到,这些区域或许能够控制特定的基因的表达,从而生成功能性的RNA与蛋白质产物。因此,大多数性状相关的DNA变异改变的并不是基因本身,而是改变了那些控制基因表达过程的调控性遗传因素,比如控制转录因子在等位基因上的特异性结合以及基因表达差异的遗传因素。

    1. 全基因组关联分析(GWAS)系统地记录和总结了观察到的一些关联的关键特征以及导致某些性状或疾病产生的相关snp。

    在GWAS的研究中,一个常见的现象就是一般
    SNP位点对表型或疾病的影响力都不大。一般来说,每增加一个突变SNP拷贝只会增加10%~
    30%的患病几率。另一个问题就是,研究人员发现的和疾病相关的SNP位点似乎都不是“功能性的变异”,而只是为真正功能性变异服务而已。在SNP
    研究中发现的基因型往往都与真正的基因变异有关,这说明只要SNP分析的样本量足够大,这些SNP中就会有真正的相关SNP位点。GWAS研究中还发现了与不同疾病相关的基因位点之间具有重合现象。

    1. 科学家们很早就意识到,基因组不只是编码蛋白质的遗传密码,还是一块巨大的“开关板“,上面充满着*可以控制基因活性的DNA碱基序列。

    2. 转录因子通过结合在DNA的增强子或启动子区域上调节相应基因,提高或降低基因的转录水平。转录因子可以利用多种机制来调节基因的表达。转录因子可以单独作用或者与其他的蛋白质联合共同进行作用,促进(转录因子作为激活蛋白)或者抑制(转录因子作为阻抑蛋白)RNA聚合酶和DNA模板的结合。

    3. 大量的转录因子已被证明在发育过程中主要通过控制细胞类型特异性基因的表达,从而指定细胞的命运。

    4. 编码区上的snp可能会影响到形成的蛋白质的氨基酸序列从而影响基因的表达,非编码区上的snp也可能通过影响基因剪接、与转录因子的结合、信使RNA的降解或者其他的方式来影响基因的表达

    5. 与疾病相关的snp通常位于非编码区,他们的工作机制并不是显而易见的,我们推测这些snp是通过与转录因子的特异性结合或者影响基因剪切来
      改变附近基因的表达的。

    6. Timothy E.Reddy等人发现在转录起始位点的100bp内,差异结合与差异表达水平呈现出强关联,二在距离起始位点的100kb时呈现出弱关联。

    7. 转录因子之间的相互作用也可能对表现型产生影响。

    8. DNA 除了具有转录功能之外还可以通过与转录因子或其它蛋白质之间的相互作用起到调控基因表达的功能。

    9. SNP的类型和位置对转录因子结合的影响。调控区域的SNP可能因位置的不同对转录因子的结合强度产生影响。而SNP的类型不同也可能导致转录因子对其结合的强度产生差异。

    参考论文:SNP对转录因子结合及基因表达的影响

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