Espressjoni tal-ġeni - x'hemm dan? Id-definizzjoni

X'inhu l-espressjoni tal -ġeni? X'inhu r-rwol tagħha? Kif il-mekkaniżmu ta 'espressjoni tal-ġeni? X'inhuma l-prospetti li tiftaħ quddiemna? Kif huwa r-regolament ta 'espressjoni tal-ġeni fil ewkarjoti u prokarjoti? Hawnhekk hawn lista qasira ta 'mistoqsijiet li ser jiġu indirizzati f'dan l-artikolu.

informazzjoni ġenerali

Ġene Espressjoni - huwa t-trasferiment isem proċess f'tagħrif ġenetiku mid-DNA permezz RNA li proteini u polipeptidi. Ejja jagħmlu fehim żgħir tonqos. X'inhuma ġeni? Dan polimeri DNA lineari li huma konnessi permezz ta 'katina twila. Użu tal-proteina li jiffurmaw kromożoma chromatin. Jekk nitkellmu dwar persuna, allura għandna sitta u erbgħin. Dawn jinsabu madwar 50 000-10 000 ġeni u 3.1 biljun pari ta 'bażi. Kif huma ggwidati hawn? It-tul tat-taqsimiet li għaliha qed isir ix-xogħol, huwa indikat fil-eluf u miljuni ta 'nukleotidi. Wieħed kromożomi fiha madwar 2000-5000 ġeni. Fil termini kemmxejn differenti - madwar 130 miljun pari ta 'bażi. Iżda din hija biss stima approssimattiva ħafna, li huwa iktar jew inqas minnu għall sekwenzi kbar. Jekk inti taħdem fuq distanzi qosra, il-proporzjon se jkunu miksura. Wkoll fuq din l-art jista 'jaffettwa l-ġisem, li fuqhom il-ħidma titwettaq materjal.

dwar ġeni

Huma għandhom l-tul aktar varjata. Hawnhekk, per eżempju, globin - huwa 1500 nukleotidi. A dystrophin - għal kemm 2 miljuni! elementi regolatorji cis tagħhom jistgħu jitħassru mill-ġene għal distanza konsiderevoli. Għalhekk, fil globin huma f'distanza ta '50 u 30 nukleotidi fil tysyach 5'u 3'-direzzjoni, rispettivament. Il-preżenza ta 'tali organizzazzjoni tikkomplika b'mod sinifikanti definizzjoni tagħna ta' l-konfini bejniethom. Ukoll, il-ġeni fihom ammont sinifikanti ta 'vysokopovtoryayuschihsya sekwenzi responsabbiltajiet funzjonali li għadna ma mifhuma.

Biex tifhem l-istruttura tagħhom wieħed jista 'jimmaġina li 46 kromożomi huma volumi separati, li fihom huma maħżuna informazzjoni. Dawn huma miġbura fi 23 pari. Wieħed miż-żewġ elementi tintiret minn ġenitur. "Test", li huwa fil- "volumi" ripetutament "jerġa 'jaqra" eluf ta' ġenerazzjonijiet, li ġġib fil-lott ta 'żbalji u bidliet (imsejħa mutazzjonijiet). U dawn huma kollha ntirtu mill-frieħ. Issa hemm biżżejjed informazzjoni teoretiku biex tibda biex jittrattaw l-fatt li l-espressjoni tal-ġeni manifesti. Dan il-fatt huwa s-suġġett prinċipali ta 'dan l-artikolu.

It-teorija ta operon

Hija bbażata fuq studji ġenetiċi, induzzjoni β-galactosidase, li pparteċipaw fil-qsim idrolitiku ta 'lactose. Hija ġiet ifformulata minn Jacques Monod u Fransua Zhakobom. Din it-teorija tispjega l-mekkaniżmu għall-kontroll tal sintesi ta 'proteini fil prokarjoti. Ukoll rwol importanti u traskrizzjoni. It-teorija hija li l-ġeni huma proteini li huma funzjonalment marbuta mill-qrib ma 'proċessi metaboliċi, huma spiss miġbura flimkien. Dawn joħolqu unitajiet strutturali imsejħa operons. importanza tagħhom hija li l-ġeni li huma parti minnu, espressi jopponu ghal. Fi kliem ieħor, dawn jistgħu jiġu traskritti, jew ebda wieħed minnhom jista 'jkun "aqra". F'każijiet bħal dawn, il-operon hija attiva jew passiva. ġene livell espressjoni tista 'tinbidel biss jekk ikun hemm sett ta' elementi individwali.

Induzzjoni ta 'sinteżi tal-proteini

Ejja jimmaġina li għandna ċellula li fit-tkabbir tagħha bħala sors ta 'użu tal-karbonju glukosju. Jekk ikun mibdul għall-lattosju disaccharide, fi ftit minuti inti tista 'tkun sigura li tkun adattata għall-kundizzjonijiet li nbidlu. Li hemm spjegazzjoni: iċ-ċellola jista 'jopera żewġ sorsi ta' tkabbir, iżda wieħed minnhom hija aktar xierqa. Għalhekk, hemm "vista" għal fabbrikabbli kompost kimiku. Iżda jekk hija mitlufa u sostitwit bl-lattosju jidher, il-polymerase RNA responsabbli huwa attivat u jibda jeżerċitaw influwenza tagħha fuq il-produzzjoni tal-proteina mixtieqa. Huwa aktar teorija, iżda issa ejja nitkellmu dwar kif iseħħ l-espressjoni tal-ġeni attwali. Dan huwa ferm eċċitanti.

L-organizzazzjoni ta 'chromatin

Materjal ta 'dan il-paragrafu huwa mudell ta' ċelluli differenzjati ta 'organiżmu multiċellulari. -Nuklei chromatin f'munzelli sabiex biss traskrizzjoni żgħir tal-ġenoma hija disponibbli (madwar 1%). Iżda minkejja dan, grazzi għall-cell diversità u l-kumplessità tal-proċessi li jseħħu fihom nistgħu jinfluwenzaw minnhom. Fil-mument, għall-persuna huwa disponibbli għal tali impatt fuq l-organizzazzjoni ta 'chromatin:

1. Nibdlu l-għadd ta 'ġeni strutturali.
2. Effiċjenti tifformulaha-partijiet differenti tal-kodiċi.
3. Jerġgħu jinbnew l-ġeni fil-kromożomi.
4. Għamla modifiki u ktajjen polypeptide sintetizzati.

Madankollu, l-espressjoni effiċjenti tal-ġene mira tintlaħaq permezz tat-teknoloġija aderenza stretta. Ma jimpurtax liema xogħol qed isir, anki jekk l-esperiment tmur fuq virus ftit. Il-ħaġa prinċipali - huwa li jeħel mal-pjan imfassal mill-intervent.

Nibdlu l-għadd ta 'ġeni

Kif jista 'dan jiġi implimentat? Ejjew jimmaġina li aħna huma interessati fl-effett fuq espressjoni tal-ġeni. Bħala prototip ħadna eukaryote materjal. Huwa plastiċità għolja, nistgħu għalhekk tagħmel il-bidliet li ġejjin:

1. Biex jiżdied in-numru ta 'ġeni. Hija tintuża f'każijiet fejn huwa meħtieġ li l-korp ikun żied il sinteżi ta 'prodott speċifiku. F'tali kondizzjoni huma amplifikati elementi utli ħafna tal-ġenoma tal-bniedem (eż, rRNA, tRNA, histones, u l-bqija). Siti bħal dawn jista 'jkollhom tandem fil-kromożomi, u anki jmorru lil hinn minnhom fl-ammont ta' 100 elf sa 1 miljun pari ta 'bażi. Ejja nħarsu lejn applikazzjoni prattika. Interess lilna huwa l-ġene metallothionein. prodotti ta 'proteina tiegħu tista' torbot metalli tqal bħal żingu, kadmju, merkurju u ram u, rispettivament, biex jipproteġu l-ġisem mill avvelenament minnhom. attivazzjoni tagħha jistgħu jkunu utli għall-persuni li jaħdmu fil-kondizzjonijiet perikolużi. Jekk persuna hemm konċentrazzjoni akbar ta 'metalli tqal imsemmi qabel, l-attivazzjoni tal-ġeni iseħħ bil-mod awtomatikament.
2. Tnaqqas in-numru ta 'ġeni. Huwa rarament użat metodu ta 'regolament. Iżda hawnhekk ukoll hemm eżempji. Wieħed mill-aktar famużi - huwa l-ċelluli ħomor tad-demm. Meta huma maturi, il-qalba xxejjen u t-trasportatur jitlef ġenoma tagħha. Dan il-proċess ta 'maturazzjoni u limfoċiti ttestjati u ċelluli tal-plażma, diversi kloni li kienu sintetizzati forom ta' immunoglobulini sekretat.

riarranġament ġene

Wkoll importanti hija l-possibbiltà ta 'ċaqliq u tgħaqqad l-materjal li miegħu huwa kapaċi ta' traskrizzjoni u r-replikazzjoni. Dan il-proċess jissejjaħ rikombinazzjoni ġenetika. Billi dak mekkaniżmi huwa possibbli? Ejja jikkunsidraw ir-risposta għal din id-domanda fuq l-eżempju antikorpi. Dawn huma maħluqa mill-limfoċiti B, li jappartjenu għal xi tip ta 'klonu speċifiku. U fil-każ ta 'kuntatt mal-korp ta' l-antiġen li l-antikorp huwa kumplimentari mal-sit attiv tal sekwestru jiġri proliferazzjoni sussegwenti ta 'ċelluli. Għaliex huwa li l-ġisem tal-bniedem għandu l-kapaċità li joħolqu varjetà ta 'proteini? Dan huwa magħmul possibbli mill-rikombinazzjoni u mutazzjonijiet somatiċi. Iżda tista 'tkun riżultat ta' bidliet magħmula mill-bniedem fl-istruttura tad-DNA.

bidla RNA

Ġene Espressjoni - huwa l-proċess li permezz tiegħu jilgħab rwol aċidu ribonuklejku sinifikanti. Jekk inqisu li l-mRNA huwa meħtieġ li wieħed jinnota li wara l-istruttura traskrizzjoni primarja jistgħu jvarjaw. Is-sekwenza tal nukleotidi fil-ġeni ta 'l-istess. Iżda fit-tessuti differenti mRNA jistgħu jidhru sostituzzjonijiet, inserzjonijiet, jew sempliċiment telf se jseħħu koppji. Bħala eżempju min-natura jista 'jwassal apoprotein B, iġġenerata-ċelluli tal-musrana ż-żgħira u l-fwied. Dak li huwa editjar differenza? Il-verżjoni prodotta mill-musrana, għandha 2152 aċidi amino. Billi l-kontenut fwied verżjoni tiftaħar 4563 bilanċi! U minkejja din id-differenza, għandna eżattament apoprotein B.

Bidliet fil istabbiltà mRNA

Għandna kważi wasal għall-konklużjoni li kien possibbli li jsir fil-proteini u polipeptidi. Imma ejja jiffaċċjaw encore tħares lejn l-istabbiltà mRNA kif jista 'jiġi ffissat. Biex tagħmel dan, inizjalment jridu jħallu t-nukleu u toħroġ il-ċitoplasma. Din hija mwettqa permezz tal-pori eżistenti. Numru kbir ta 'mRNA jixxaqqaq bil nuklejċi. Dawk li jaħarbu din id-destin, torganizza kumplessi bi proteini. Ħajja ta 'mRNA ewkarjotiku ivarja fuq medda wiesgħa (sa diversi jiem). Jekk tistabbilizza mRNA, imbagħad b'rata fissa jista 'jiġi osservat li l-għadd akbar ta' ffurmata ġdida prodott tal-proteini. ġeni espressjoni livell f'dan il-każ ma tinbidilx, iżda, aktar importanti, il-korp se jopera ma 'effiċjenza akbar. Meta tuża tekniki bijoloġija molekulari, il-prodott finali jista 'kodifikati, li se jkollhom ħajja sinifikanti. Għalhekk, per eżempju, possibbli li tinħoloq β-globin jiffunzjona madwar għaxar sigħat (dan huwa ħafna għal dan).

veloċità proċess

Li huwa kkunsidrat b'mod ġenerali sistema ta 'espressjoni tal-ġeni. Issa jibqa 'biss tiġi kkompletata l-informazzjoni disponibbli, l-għarfien ta' kif fast-proċessi, kif ukoll proteini ta 'ħajja twila. Ejja ngħidu li l-kontroll ta 'espressjoni tal-ġeni se torganizza. Għandu jiġi nnutat li l-effett fuq ir-rata mhux meqjus l-metodu primarju ta 'regolamentazzjoni diversità u l-kwantità ta' prodott tal-proteini. Għalkemm bidla tagħha sabiex jintlaħaq dan lgħan għadu użat. Bħala eżempju s-sintesi ta 'prodott' proteina fil retikuloċiti. differenzjazzjoni ċellula emapoetika fuq il-livell imċaħħda minn nukleu (u għalhekk il-DNA). Il-livelli ta 'ġeni espressjoni regolament b'mod ġenerali huma mibnija skond it xi tip ta' possibbiltajiet konnessjoni li jinfluwenzaw b'mod attiv il-proċessi li għaddejjin.

It-tul ta '

Meta proteina huwa sintetizzati, il-ħin li matulu huwa se jgħixu tiddependi fuq il-protease. Hemm ma tistax tiġi kkontestata eżattament kemm jista 'jkun, għaliex f'dan il-każ tvarja minn ftit sigħat biex ftit ta' snin. veloċità proteolisi tvarja ħafna, jiddependi fuq liema phone li hu. Enzimi li jistgħu jikkatalizzaw il-proċessi għandhom tendenza li malajr "użat." Minħabba dan, huma wkoll maħluqa mill-korp fi kwantitajiet kbar. Wkoll fuq il-ħajja proteina tista 'tinfluwenza l-istat fiżjoloġiku tal-ġisem. Ukoll, jekk il-prodott difettuż ġiet maħluqa, se jkun malajr eliminati s-sistema protettiva. Għalhekk, nistgħu b'fiduċja ngħid li l-unika ħaġa li nistgħu tell - dan huwa l-ħajja standard miksuba fil-laboratorju.

konklużjoni

Dan il-qasam huwa promettenti ħafna. Per eżempju, l-espressjoni ta 'ġeni barranin jistgħu jgħinu biex tfejjaq mard ereditarju, u telimina mutazzjoni negattiv. Minkejja l-preżenza ta 'għarfien estensiv dwar is-suġġett, nistgħu b'fiduċja ngħid li l-umanità għadha biss fil-bidu nett. inġinerija ġenetika biss reċentement tgħallmu li jalloka l-partijiet meħtieġa tal nukleotidi. 20 sena ilu kien hemm waħda mill-akbar avvenimenti ta 'din ix-xjenza - inħoloq Dolly-nagħaġ. Issa, ir-riċerka qed titwettaq fuq embrijuni umani. Nistgħu ngħidu b'ċertezza li aħna dwar il-limitu tal-futur, fejn m'hemmx mard u tbatija fiżjoloġika. Iżda qabel ma insibu ruħna hemm, inti trid tkun tajjeb ħafna biex jaħdmu għall-benefiċċju ta 'prosperità.