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Ruido transcripcional

El ruido transcripcional es la causa principal de la variabilidad ( ruido ) en la expresión genética que ocurre entre células en poblaciones isogénicas (ver también ruido celular ). [1] Una fuente propuesta de ruido transcripcional es la explosión transcripcional [2] [3] [4] aunque es probable que otras fuentes de heterogeneidad, como la separación desigual del contenido celular en la mitosis, también contribuyan considerablemente. [5] La transcripción explosiva, a diferencia de los modelos probabilísticos simples de transcripción, refleja múltiples estados de actividad genética, con fluctuaciones entre estados separados por intervalos irregulares, lo que genera una expresión proteica desigual entre las células. El ruido en la expresión genética puede tener enormes consecuencias en el comportamiento celular y debe mitigarse o integrarse. En determinados contextos, como el establecimiento de la latencia viral, la supervivencia de microbios en entornos estresantes que cambian rápidamente o varios tipos de diferenciación dispersa, la variabilidad puede ser esencial. [6] [7] La ​​variabilidad también influye en la eficacia del tratamiento clínico, ya que se ha demostrado que la resistencia de las bacterias y las levaduras a los antibióticos se debe a diferencias no genéticas. [8] [9] La variabilidad en la expresión genética también puede contribuir a la resistencia de subpoblaciones de células cancerosas a la quimioterapia [10] y parece ser una barrera para curar el VIH. [11]

Notas

  1. ^ Raj, A; Van Oudenaarden, A (2008). "Naturaleza, crianza o azar: expresión genética estocástica y sus consecuencias". Celúla . 135 (2): 216–26. doi :10.1016/j.cell.2008.09.050. PMC  3118044 . PMID  18957198.
  2. ^ Oro, yo; Paulsson, J; Zawilski, SM; Cox, CE (2005). "Cinética en tiempo real de la actividad genética en bacterias individuales". Celúla . 123 (6): 1025–36. doi : 10.1016/j.cell.2005.09.031 . PMID  16360033.
  3. ^ Chubb, JR; Trcek, T; Shenoy, SM; Cantante, RH (2006). "Pulsos transcripcionales de un gen del desarrollo". Biología actual . 16 (10): 1018–25. doi :10.1016/j.cub.2006.03.092. PMC 4764056 . PMID  16713960. 
  4. ^ Raj, A; Peskin, CS; Tranchina, D; Vargas, DY; Tyagi, S (2006). "Síntesis estocástica de ARNm en células de mamíferos". Más biología . 4 (10): e309. doi : 10.1371/journal.pbio.0040309 . PMC 1563489 . PMID  17048983. 
  5. ^ Eh, D.; Paulsson, J. (2010). "Heterogeneidad no genética de la partición estocástica en la división celular". Genética de la Naturaleza . 43 (2): 95-100. doi :10.1038/ng.729. PMC 3208402 . PMID  21186354. 
  6. ^ Weinberger, LS; Burnett, JC; Toettcher, JE; Arkin, AP; Schaffer, DV (2005). "Expresión estocástica de genes en un circuito lentiviral de retroalimentación positiva: las fluctuaciones de Tat del VIH-1 impulsan la diversidad fenotípica". Celúla . 122 (2): 169–82. arXiv : q-bio/0608002 . doi :10.1016/j.cell.2005.06.006. PMID  16051143. S2CID  8061716.
  7. ^ Losick, R.; Desplan, C. (2008). "Estocasticidad y destino celular". Ciencia . 320 (5872): 65–68. Código Bib : 2008 Ciencia... 320... 65L. doi : 10.1126/ciencia.1147888. PMC 2605794 . PMID  18388284. 
  8. ^ Lewis, K. (2010). "Células persistentes". Revista Anual de Microbiología . 64 : 357–372. doi : 10.1146/annurev.micro.112408.134306. PMID  20528688.
  9. ^ Blake, William J; Balázsi, Gábor; Kohanski, Michael A; Isaacs, Farren J; Murphy, Kevin F; Kuang, Yina; Cantor, Charles R; Walt, David R; Collins, James J (2006). "Consecuencias fenotípicas del ruido transcripcional mediado por promotores". Célula molecular . 24 (6): 853–865. doi : 10.1016/j.molcel.2006.11.003 . PMID  17189188.
  10. ^ Sharma, SV; Lee, DY; Li, B.; Quinlan, diputado; Takahashi, F.; Maheswaran, S.; McDermott, U.; Azizian, N.; Zou, L.; Fischbach, MA; Wong, KK; Brandstetter, K.; Wittner, B.; Ramaswamy, S.; Classon, M.; Colono, J. (2010). "Un estado reversible de tolerancia a fármacos mediado por cromatina en subpoblaciones de células cancerosas". Celúla . 141 (1): 69–80. doi : 10.1016/j.cell.2010.02.027. PMC 2851638 . PMID  20371346. 
  11. ^ Weinberger, ANUNCIO; Weinberger, LS (2013). "Selección de destino estocástica en pacientes infectados por el VIH". Celúla . 155 (3): 497–9. doi : 10.1016/j.cell.2013.09.039 . PMID  24243007.