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O segredo da iniciação de genes: o que faz com que os genes iniciais instantâneos se ativem rapidamente nas células?
No mundo da biologia celular, os genes iniciais instantâneos (IEGs) são atores -chave que podem ser ativados rapidamente e temporariamente sob vários estímulos celulares.A atividade dos IEGs representa um mecanismo regulatório instantâneo das células para alterações externas, geralmente operando antes que novas proteínas sejam sintetizadas.Esses genes desempenham um papel indispensável nas respostas iniciais, e sua importância é como a porta de entrada para as respostas genômicas.
Os IEGs incluem vários genes que foram amplamente estudados, como C-Fos, C-Myc e C-Jun, que são semelhantes aos oncogenes dos retrovírus.Comparados com os genes de resposta em estágio avançado, os IEGs são caracterizados por sua capacidade de expressar mais rapidamente sob estimulação celular, geralmente atingindo o pico em 30 minutos, enquanto os genes de resposta tardia levam de 2 a 4 horas para serem ativados.Os genes iniciais instantâneos são chamados de "a porta de entrada para a resposta genômica" e são responsáveis por regular o crescimento e diferenciação celular.
Mecanismo de regulação do IEGS
A expressão de IEGs é impulsionada por sinais internos e externos, o que significa que eles podem reagir rapidamente sem a necessidade de sintetizar novos fatores de transcrição.Além disso, a sequência genética de IEG é geralmente curta e contém locais específicos de ligação ao fator de transcrição, tornando redundante a iniciação da transcrição.
O processo de tradução dos IEGs não é afetado pelos inibidores da síntese de proteínas, mostrando seu mecanismo operacional exclusivo.
O papel dos IEGs na neurobiologia
O estudo mostra que os genes iniciais instantâneos desempenham um papel importante na atividade neuronal, formação de memória, doenças neuropsiquiátricas e atividades comportamentais.Os IEGs estão envolvidos na alteração da função sináptica e promovem essas alterações, ativando rapidamente a expressão de fatores de crescimento ou proteínas celulares.Essas atividades são consideradas maneiras de armazenar memória e estão intimamente relacionadas aos conceitos de "rastreamentos de memória" ou "representações de memória".
mecanismo de formação de memória
IEGs como Znf268 e ARC demonstraram estar associados ao aprendizado e à memória, bem como aos efeitos de aprimoramento a longo prazo (LTP).Vários tipos de estímulos nervosos, incluindo espasmos comportamentais e induzidos por drogas, podem induzir a expressão de IEG.Isso faz do IEG um marcador para entender a combinação de neurônios associados a certa formação de memória, como os associados ao medo, frequentemente associados ao desenvolvimento de doenças mentais.
neons que expressam arco no hipocampo exibem diferentes fenótipos e diferenças comportamentais na face da estimulação, mostrando uma expansão significativa dos circuitos neuronais.
Doenças mentais e IEGs
Genes iniciais instantâneos também foram usados como marcadores em modelos animais, especialmente estudos relacionados à depressão e outros distúrbios neuropsiquiátricos.Em camundongos afetados, os níveis de arco foram alterados, afetando a atividade sináptica, enquanto o EGR1 estava envolvido no processo de codificação de memória.Além disso, pacientes com esquizofrenia mostraram baixa expressão de EGR3, que interagiram com os fatores de transcrição associados ao NMDAR.
Potenciais aplicações terapêuticas
O citomegalovírus humano (HCMV) é um vírus onipresente de herpes beta que geralmente é latente em indivíduos saudáveis, mas tem sérias conseqüências para pessoas com sistemas imunológicos prejudicados.Estudos sobre IEGs mostram que esses genes desempenham um papel importante na regulação da latência e patologia do HCMV.Os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de estratégias terapêuticas para genes do IE, usando interferência de RNA, métodos de direcionamento de genes e tecnologia CRISPR para resolver o problema do HCMV.
Inibidores químicos de pequenas moléculas também foram estudados para fatores epigenéticos e proteínas de sinalização para a expressão do gene do alvo.
A rápida expressão de genes iniciais instantâneos está intimamente relacionada à resposta ao estresse celular e às múltiplas funções do sistema nervoso, o que faz as pessoas pensarem: como pesquisas futuras afetarão nossa compreensão da memória e doenças psicológicas?
