Læknaneminn - 01.04.1995, Page 7

UMRITUNARPROTEIN
Hlutverk stofnfruma er ekki takmarkað við
fósturþróun því talið er að stofnfrumur séu til staðar
í flestum fullorðnum líffærum. Þörf slíkra fruma er
augljós í líffærum sem endurnýja sig stöðugt svo
sem blóðvef, húðþekju, æðaþeli og sæðisfrumum.
Stofnfrumur eru einnig til staðar og hafa mikilvægu
hlutverki að gegna í líffærum eins og lifrinni sem
venjulega hafa enga frumufjölgun, en geta svarað
vefjaskemmdum með frumufjölgun. Þess ber að
geta að stofnfrumur skipta sér mjög hægt nema að
þörfin fyrir nýjar frumur sé mjög aukin vegna til
dæmis vefjaskemmda.
Stofnfrumur geta bæði endurnýjað sig óendan-
lega og leitt til myndunar á öllum sérhæfðum
frumum líffæris. Þessir eiginleikar hafa hagnýtt gildi
í læknisfræði því fræðilega er hægt er að endurnýja
sjúkt líffæri með flutningi stofnfruma. Þetta hugtak
er notað daglega í líffæraflutningi beinmergs og
húðþekju. í dag beinast rannsóknir að því að
einangra stofnfrumur frá mismunandi líffærum,
breyta eiginleikum þessara fruma með erfðatækni,
og flytja aftur inní lifandi dýr. Líklegt er að þessar
rannsóknir muni leiða til nýrra genameðferða í
framtíðinni.
Umritunarprótein í frumusérhæfíngu
Frumusérhæfing einkennist af breytingu á
tjáningu gena. Til dæmis þó mörg gen séu tjáð bæði
í forstigsfrumum hvítra blóðkorna og fullþroska
hvítum blóðkornum þá er munurinn á þessum tveim
frumum tilkominn vegna þess að mismunandi gen
eru tjáð í sitthvorri frumunni. Það kom því ekki á
óvart að prótein sem stjórna umritun gena gegna
lykilhlutverki í frumusérhæfingu. Slík umritunar-
prótein (transcription factors) bindast stýrisvæðum
gena (enhancers) og örva eða hamla umritun (Mynd
2a) frá viðkomandi geni. Til einföldunar má hugsa
sér að mismunandi stig í sérhæfingu ákveðinnar
frumu einkennist af tilvist mismunandi umritunar-
próteina sem örva tjáningu eingöngu á þeim genum
sem einkenna hvert stig (Mynd 2b). Augljóslega er
þetta einföldun því þetta fyrirkomulag myndi
krefjast sérstaks umritunarpróteins fyrir hvert
einstakt gen. I raun er hverju geni stjórnað af mörg-
um umritunarpróteinum og því getur mismunandi
samsetning tiltölulegra fárra umritunarpróteina leitt
til þess margbreytileika sem er nauðsynlegur fyrir
lag stjórnunar á umritun gena. Umritun hefstfrá promoter
svæðinu. Þetta svœði gensins er bundið grunn umritunar-
próteinum sem mynda byrjunarstað jyrir RNA polymerasa
II. Annað svœði gensins, venjulega staðsett framar upp-
hafsstaðnum, inniheldur stýrisvœði. Þetta svœði er bundið
af umritunarpróteinum, sem ásamt grunn umritunar-
próteinunum, hvetja eða letja verkun promoters. Umrit-
unarprótein sem taka þátt í frumuþroska og
frumussérhœfingu, bindast venjulega við stýrisvœði gena.
b. Einfalduð mynd afhlutverki umritunarpróteina ífrumu-
sérhœfmgu. Þrjú stig (A,B og C) í sérhœfmgu fruma eru
sýnd. Hvert stig einkennist af tjáningu á sérstöku geni
(einnig nefnd A,B og C). Hvert gen inniheldur stýrisvœði
með mismunandi bindistöðum fyrir umritunarprótein. /
þessu módeli eru frumugerðir ( eða sérhœfingarstig)
ákvarðaðar með sértœkri tjáningu umritunarpróteina.
Tökum dcemi: fruma A inniheldur umritunarprótein (sýnt
sem hringur), sem getur einungis bundist og virkjað gen
A. Gen B og C innihalda önnur frumusértœk umritunar-
prótein, sem virkja, hvertfyrir sig, sértœkt gen B og C.
c. Samsett virkjun gena. Stjórnunfrumusérhœfingarfelur
í sér virkjun og/eða bœlingu á tjáningu gena með sam-
settum umritunarpróteinum. Þannig getur markgen umrit-
unarpróteins verið meðhöndlað aföðru umritunarpróteini
sem er tjáð samhliða.
LÆKNANEMINN 1. tbl. 1995 48. árg
5