Гени домашнього господарства () або конститутивні гени () — гени, які постійно (конститутивно) експресуються в усіх типах клітин, оскільки їхні продукти пов'язані з підтримкою універсальних клітинних функцій.
Загальною ознакою конститутивних генів є наявність у їхніх регуляторних ділянках CpG-острівців, на них припадає близько половини всіх таких острівців у геномі.
Функції
Експресія генів домашнього господарства забезпечує біосинтез білків, необхідних для підтримки життєдіяльності та структурної цілісності будь-якого типу клітин. Найбільша частка припадає на забезпечення транскрипції та трансляції (35%), метаболізм (22%) і транспорт (12%). Решта кодованих продуктів відповідає за реплікацію й модифікацію (зокрема метилювання) ДНК (10%), фолдинг і деградацію білків (8%), клітинні процеси (6%) та інші функції (7%).
Приклади конститутивних генів За даними досліджень транскриптому в базі даних HRT Atlas, у геномі людини ідентифіковано понад 2000 конститутивних генів, що стабільно експресуються у більшості типів тканин.
Експресія генів
Транскрипційні фактори та регулятори транскрипції
ATF4 ATF6 та ATF6B — активують гени-мішені відповіді на незгорнуті білки під час стресу ендоплазматичного ретикулуму. BTF3 та BTF3L4 — беруть участь у ядерній регуляції та ініціації транскрипції РНК-полімеразою II. E2F4 ERH — корегулятор транскрипції, також бере участь у сплайсингу РНК та регуляції клітинного циклу HMGB1 та HMGB2 — негістонові білки хроматину, які регулюють архітектуру ДНК і полегшують транскрипцію. ILF2 та ILF3 — субодиниці гетеродимерного комплексу NF45/NF90, який регулює транскрипцію, процесинг і транспорт мРНК, бере участь у репарації ДНК. ELOA та ELOB — субодиниці транскрипційного комплексу SIII, який стимулює елонгацію транскрипції РНК-полімеразою II шляхом усунення затримок (пауз) полімерази. PUF60 — регулятор транскрипції (репресор транскрипції онкогена MYC через взаємодію з комплексом ) та фактор сплайсингу пре-мРНК.
Фактори сплайсингу та процесингу РНК
DDX1, DDX3X, DDX17, DDX18, DDX19A, DDX23, DDX27, DDX39A, DDX47, DDX49, DDX50 та DDX51 — РНК-гелікази з родини , що змінюють вторинну структуру РНК, регулюють сплайсинг, ініціацію трансляції та ядерний експорт мРНК. HNRNPD, HNRNPDL, HNRNPH2, HNRNPH3, HNRNPM, HNRNPU, HNRNPUL1, HNRNPUL2 — гетерогенні ядерні рибонуклеопротеїни. PABPC1, PABPC4, PABPN1 — полі(A)-зв'язувальні білки. SRSF1, SRSF2, SRSF3, SRSF4, SRSF6, SRSF9, SRSF10, SRSF11 — багаті на серин та аргінін фактори сплайсингу пре-мРНК (), які входять до складу сплайсосоми.
Фактори ініціації трансляції та їхні регулятори
EIF1, EIF1AX, EIF1B — фактори ініціації трансляції, що відповідають за точність вибору стартового кодону (AUG) та сканування 5'-нетрансльованих ділянок мРНК рибосоми. EIF2B1, EIF2B3 — субодиниці фактора ініціації , який каталізує обмін зв'язаного з eIF2 ГДФ на ГТФ. EIF2AK1 EIF2S1, EIF2S2, EIF2S3 — субодиниці фактора , який функціонує на ранніх етапах синтезу білка, формуючи потрійний комплекс із ГТФ та ініціаторною тРНК і зв'язуючись із . EIF3A, EIF3B, EIF3D, EIF3E, EIF3G, EIF3H, EIF3I, EIF3J, EIF3K, EIF3M — субодиниці мультибілкового комплексу , який є структурним каркасом для сканування мРНК та стабілізує зв'язування преініціаторного комплексу з рибосомою. EIF4A1 EIF4B EIF4EBP2, EIF4EBP3 — члени родини EIF4EBP, яка складається з білків, що зв'язуються з еукаріотичним фактором ініціації трансляції 4E та регулюють його збирання в , що розпізнає кеп-структуру мРНК. EIF4G2 EIF4H EIF5B
Синтез тРНК
AARS AARSD1 DARS, DARS2 — цитоплазматична та мітохондріальна аспартил-тРНК-синтетази. FARSA KARS NARS RARS2 SARS YARS
Рибосомні білки та пов'язані фактори
RPL10, RPL10A, RPL11, RPL14, RPL24, RPL26, RPL27, RPL30, RPL32, RPL34, RPL35, RPL35A, RPL36AL — білки великої (60S) субодиниці рибосоми. RPS5, RPS6, RPS7, RPS8, RPS9, RPS13, RPS20, RPS23, RPS24, RPS27 — білки малої (40S) субодиниці рибосоми. RPS19BP1 RPN1
Мітохондріальні рибосомні білки
MRPL3, MRPL12, MRPL14, MRPL15, MRPL16, MRPL17, MRPL18, MRPL20, MRPL21, MRPL22, MRPL23, MRPL24, MRPL28, MRPL32, MRPL33, MRPL36, MRPL37, MRPL38, MRPL41, MRPL43, MRPL44, MRPL46, MRPL47, MRPL49, MRPL51, MRPL53, MRPL54 — білки великої (39S) субодиниці мітохондріальної рибосоми. MRPS2, MRPS6, MRPS7, MRPS9, MRPS10, MRPS14, MRPS16, MRPS17, MRPS18A, MRPS18C, MRPS24, MRPS25, MRPS26, MRPS28, MRPS30, MRPS34, MRPS36 — білки малої (28S) субодиниці мітохондріальної рибосоми.
РНК-полімерази
POLR1D POLR1E POLR2C POLR2F POLR2I POLR2J POLR2K POLR2L POLR3GL
Процесинг та дозрівання білків
PPID, PPIH — пептидилпролілізомерази (, шаперони фолдингу). CAPNS1 NACA PFDN2, PFDN5 — субодиниці (кошаперонний комплекс). SNX3, SNX9, SNX12, SNX17, SNX19 — (внутрішньоклітинний транспорт білків та ендоцитоз). SSR2, SSR3, SSR4 — субодиниці TRAP-комплексу (транспорт білків у ЕПР). SUMO1, SUMO2, SUMO3 — SUMO-білки, залучені до сумоїлювання.
Білки теплового шоку
HSPA4 HSPA9 HSPA14 HSBP1
Гістони
H1FX H2AFV H2AFY
Клітинний цикл та регуляція поділу
ARHGAP35 ARHGDIA RAB1A, RAB1B, RAB2A, RAB2B, RAB4A, RAB5A, RAB6A, RAB7A, RAB9A, RAB11A, RAB11B, RAB14 — мономерні . RAB3GAP1 CENPB CTBP1 CCNK CCNL2 PPP1CA PPP1CC PPP1R10 PPP1R11 PP1R15B PPP1R37 PPP1R7 PPP1R8 PPP2CA PPP2CB PPP2R1A PPP2R5A PPP2R5B PPP2R5C PPP2R5E PPP5C PPP6C, PPP6R2 — каталітична та регуляторна субодиниці 6 (PP6). RAD23B
Апоптоз
DAD1 DAP3
Онкогени та протоонкогени
ARAF MAZ
Репарація та реплікація ДНК XRCC5
Метаболізм
PRKAA1 PRKACA
Метаболізм вуглеводів
ALDOA B4GALT3, B4GALT5, B4GALT7 — бета-1,4-. GSK3A TPI1 PGAM5 TALDO1 TSTA3
Цикл трикарбонових кислот SDHAF2 SDHB SDHD
Метаболізм ліпідів HADHA
Метаболізм амінокислот COMT
NADH-дегідрогеназний комплекс
NDUFA2, NDUFA4, NDUFA5, NDUFA8, NDUFA11, NDUFA12 — допоміжні субодиниці альфа-субкомплексу (NDUFA). NDUFB2, NDUFB3, NDUFB4, NDUFB6, NDUFB7, NDUFB8, NDUFB9, NDUFB10, NDUFB11 — допоміжні субодиниці бета-субкомплексу (NDUFB). NDUFAF2 NDUFAF3 NDUFC2 NDUFC2-KCTD14 NDUFS3, NDUFS6, NDUFS8 — залізосіркові субодиниці S-модуля NADH-дегідрогеназного комплексу (перенесення електронів).
Цитохром c-оксидаза
COX4I1, COX6B1, COX7A2L, COX7C, COX8A — ядерно кодовані субодиниці цитохром c-оксидази (комплекс IV дихального ланцюга мітохондрій). COX15 CYC1, UQCR10, UQCR11, UQCRB, UQCRQ — субодиниці .
АТФази та АТФ-синтазні комплекси
ATP5F1D ATP5PD ATP5PF ATP5MF ATP5MG ATP5PO ATP6AP1 ATP6V0B ATP6V0C ATP6V0D1 ATP6V0E1 ATP6V1E1 ATP6V1F ATP6V1G1
Лізосома
CTSD LAMP1 LAMP2 M6PR
Протеасома та убіквітин-протеасомна система
PSMA2, PSMA3, PSMA5, PSMA6, PSMA7 — альфа-субодиниці 20S ядра протеасоми (зовнішні кільця). PSMB1, PSMB2, PSMB4, PSMB5, PSMB6, PSMB7 — бета-субодиниці 20S каталітичного ядра протеасоми. PSMC3, PSMC5 — АТФазні субодиниці 19S регуляторної частки протеасоми (розгортання субстратів). PSME2, PSME3 — субодиниці активатора протеасоми PA28 (комплекс регуляції деградації). PSMG2, PSMG3 — шаперони асемблювання 20S ядра протеасоми (PAC2 та PAC3). UBA1 UBA2 UBAP2L UBB, UBC, UBA52 — убіквітин та його білки-попередники. PSMD1, PSMD2, PSMD3, PSMD4, PSMD5, PSMD6, PSMD7, PSMD8, PSMD10, PSMD11, PSMD12, PSMD14 — не-АТФазні субодиниці 19S регуляторного комплексу (зв'язування убіквітину та деубіквітинування). UBE2A UBE2B UBE2D2 UBE2D3 UBE2F UBE2G2 UBE2H UBE2I UBE2J1 UBE2K UBE2L3 UBE2M UBE2Q1 UBE2R2 UBE2V1 UBE2Z UBE3C USP4, USP7, USP9X, USP14, USP22, USP39 — (деубіквітинуючі ферменти).
Тіоредоксинова система
TXN2 TXNDC12 TXNDC9 TXNL1
Структурні білки Цитоскелет
ARPC1A, ARPC2 — субодиниці комплексу Arp2/3 (нуклеація та відгалуження актинових філаментів). RHOA RHOT2 TUBB — бета-тубулін (основний мономер мікротрубочок цитоскелета).
Біогенез органел та везикулярний транспорт
BLOC1S2, BLOC1S4 — субодиниці комплексу BLOC-1 (сортyвання білків та біогенез лізосомоподібних органел). CLTA AP1G1 AP2A1, AP2A2, AP2M1, AP2S1 — субодиниці (ініціація клатрин-опосередкованого ендоцитозу). AP3M1, AP3S2 — субодиниці адапторного комплексу AP-3 (транспорт білків до ендосом і лізосом).
Клітинна поверхня та мембранні білки
AP2S1 CD81 GPAA1 VAMP3
Клітинна адгезія
CTNNB1 CTNNBL1
Іонні канали та мембранні транспортери
ABCB10 ABCE1, ABCF2 — розчинні ABC-транспортери. CALM1 SLC25A11 SLC25A28 SLC25A3 SLC25A38 SLC25A5 SLC30A5 SLC30A9 SLC35A4, SLC35E1 — мітохондріальні переносники родини (SLC25). SLC38A2 SLC39A1 SLC39A7 SLC41A3
Молекули HLA, імуноглобуліни та клітинне розпізнавання BSG TAPBP
Протеїнкінази та білки сигнальних шляхів
ARF1, ARF3, ARF4, ARF5, ARL2 — малі ГТФази родин та ARL. FKBP1A GDI1 GNAI2 HAX1 MAP2K2, MAP3K11, MAPKAPK2 — протеїнкінази . RAC1 STK24 YWHAB, YWHAQ, YWHAZ — ізоформи регуляторних адапторних білків родини .
Фактори росту HGS VEGFB ZFP36L1
Різні регуляторні та метаболічні білки
AES BUD31 ENSA GDI2 GUK1 JTB NME2 NONO P4HB PRDX1 PTMA RPA2 TTC1
Див. також Мінімальний геном Білки теплового шоку Гістони
Примітки