Gen ifadesi - bu nedir? tanım

ifadesi nedir genler? onun rolü nedir? Nasıl gen ifadesinin mekanizmasını yapar? o bizden önce açılır beklentileriniz neler? ökaryotlarda ve Prokaryotlarda gen ifadesinin düzenlenmesi nasıl? İşte bu makalede ele alınacaktır soruların kısa listesidir.

genel bilgiler

Gen İfadesi - proteinler ve polipeptidlere RNA ile DNA'dan genetik bilgilerin işlem adı transferidir. en küçük bir Arasöz anlayış yapalım. Gen nedir? Uzun zincir ile bağlı olan bu doğrusal DNA polimerleri. Proteinin Kullanımı onlar kromatin kromozomu oluştururlar. Bir kişinin hakkında konuşursak, o zaman kırk altı var. Bunlar 50 000-10 000 gen ve 3,1 milyar baz çifti ile ilgili bulunmaktadır. Nasıl burada yönlendirilir? iş yapılıyor hangi bölümlerin uzunluğu, nükleotitlerin binlerce ve milyonlarca belirtilmiştir. Bir kromozom yaklaşık 2000-5000 gen içermektedir. 130 milyon baz çifti - biraz daha farklı bir açıdan. Ama bu daha fazla veya daha az gerçek büyük dizileri içindir sadece çok kaba bir tahmin vardır. Eğer kısa mesafelerde çalışıyorsanız, bu oran ihlal edilecektir. Ayrıca bu katta çalışma materyali yürütülen edildiği vücudu etkileyebilir.

genler Hakkında

Bunlar çok çeşitli uzunluğa sahiptir. Burada, örneğin, globin 1500 - nükleotittir. Bir distrofin - kadar 2 milyon olarak için! Onların sis düzenleyici elemanlar önemli bir mesafe için genden silinebilir. Bu nedenle, globin, bunlar sırasıyla, tysyach 50 ve 30 nükleotid 5 've 3-yönü bir mesafede bulunmaktadır. Böyle bir organizasyonun varlığı önemli ölçüde aralarındaki sınırların tanımımızı zorlaştırmaktadır. Ayrıca, genler vysokopovtoryayuschihsya önemli bir miktarda henüz anlaşılamamıştır bulunan fonksiyonel sorumluluklarını sekansları içerir.

yapılarını anlamak için bir 46 kromozom bilgilerin depolandığı ayrı hacimleri, olduğunu hayal edebilirsiniz. Bunlar 23 çift halinde gruplandırılır. iki elemanın biri bir ana devralınır. hatalar ve değişikliklere (denilen mutasyonlar) bir sürü getiriyor "hacimleri" tekrar tekrar binlerce nesil "yeniden okuma" olduğunu "Metin,". Ve hepsi yavrular tarafından edilmektedir. Şimdi bir gen ifadesi tezahür gerçeği ile başa çıkmak için başlatmak için yeterli teorik bilgi yoktur. Bu gerçek, bu makalenin ana konudur.

operonun teorisi

Bu laktoz hidrolitik yarılması katılan genetik çalışmalar, β-galaktosidaz indüksiyonu dayanır. Jacques Monod ve Fransua Zhakobom ile formüle edildi. Bu teori Prokaryotlarda proteinlerin sentezini kontrol etmek için bir mekanizma açıklanmaktadır. Ayrıca önemli bir rol ve transkripsiyonu oynarlar. Teori genler işlevsel olarak yakın metabolik süreçler ile ilişkili proteinler olmasıdır, sık sık birlikte gruplanmıştır. Onlar operonlar denilen yapısal birimleri oluşturmak. Önemleri bunun bir parçası olan tüm genleri, ağızdan ifade olmasıdır. Başka bir deyişle, bunlar transkripsiyonu edilebilir veya bunların hiçbiri "okuma" olabilir. Bu gibi durumlarda, operon aktif veya pasif. gen ekspresyon seviyesi tek tek elemanlarının bir kümesi yalnızca değiştirilebilir.

protein sentezi endüksiyonu

en Karbon kullanımı glikoz kaynağı olarak büyümesinde bir hücreyi hangi bulunduğunu varsayalım. o disakkarit laktoz için değiştirilirse, birkaç dakika içinde bunu değişti koşullara adapte ettiğini güvenli olabilir. bir açıklama olduğunu belirten: hücre büyümesi, her iki kaynaktan çalışabilir, ancak bunlardan biri daha uygundur. Bu nedenle, bir kimyasal bileşik Fabricable bir "görme" var. bu kayıp ve görünür laktoz ile değiştirildiği Ancak, sorumlu olan RNA polimeraz aktive edilir ve istenen proteinin üretimi üzerindeki etki yapma başlar. Bu bir teori daha var, ama şimdi gerçek gen ifadesi nasıl oluştuğu hakkında konuşalım. Bu çok heyecan verici.

kromatin organizasyonu

Bu paragrafın Malzeme çok hücreli bir canlının farklılaşmış hücrelerin bir modeldir. çekirdekler genomunun sadece küçük bir transkripsiyon mevcut (yaklaşık% 1) olacak şekilde üst üste kromatin. Ama buna rağmen, teşekkürler biz onları etkileyebilir onlara yaşanan süreçlerin çeşitliliğini ve karmaşıklığını hücre. Şu anda kişi için bu kromatin organizasyonu hakkında böyle bir etkiye mevcuttur:

1. Yapısal genlerin sayısının değiştirilmesi.
2. Verimli kod farklı bölümlerini uyarlamak.
3. kromozomlarda genleri yeniden oluşturun.
4. modifikasyonları ve sentezlenen polipeptid zinciri olun.

Bununla birlikte, hedef genin verimli sentezleme kesin olarak uyulması teknolojisi ile elde edilir. Ne olursa olsun iş deneyi biraz virüs gider bile yapılıyor. Önemli olan - müdahalesi tarafından hazırlanan plana sadık olmaktır.

gen sayısını değiştirmek

Bu nasıl uygulanabilir? bize gen ifadesi üzerindeki etkisi ilgilenen düşünelim. Bir prototip olarak biz maddi ökaryot aldı. O, bu nedenle aşağıdaki değişiklikleri yüksek plastiklik yapabilirsiniz etti:

1. gen sayısını artırmak. Vücut özel bir ürünün sentezi artmıştır gerekli olduğu durumlarda kullanılmaktadır. Böyle bir durumda, insan genomunun birçok yararlı elemanları (örneğin, rRNA, tRNA, histonlar, ve benzeri) amplifiye edilir. Bu tür siteler kromozomların içinde tandem var, ve hatta 1 milyon baz çifti 100 bin tutarında kendilerine ötesine gidebilir. en pratik uygulamada bakalım. Bize faiz metallotionein gendir. Bu protein ürünü zehirlenmeye vücudu korumak için, sırası ile, çinko, kadmiyum, cıva ve bakır gibi ağır metalleri bağlayabilir ve bu. Onun aktivasyon güvensiz koşullarda çalışan insanlar için yararlı olabilir. Bir kişinin ağır metallerin yüksek konsantrasyonu, daha önce zikredilebilir edilirse, gen aktivasyon yavaş otomatik olarak gerçekleşir.
2. gen sayısını azaltır. Nadiren düzenlemenin yöntemi kullanılır. Ama burada da örneği vardır. En ünlü biri - kırmızı kan hücreleri olduğunu. olgun, çekirdek çöker ve taşıyıcı genomunu kaybeder. olgunlaşması ve test edilmiş lenfosit ve plazma hücrelerinin Böyle bir işlem, sentezlendi çeşitli klonlar immünoglobulinlerin formları salgılanan.

gen düzenlenmesi

Ayrıca önemli hareket ve transkripsiyon ve replikasyon kabiliyetine sahip olan malzemeyi birleştirmek olasılığıdır. Bu işlem, genetik rekombinasyon olarak adlandırılır. Ne mekanizmalar tarafından bu mümkün mü? en antikor örneğin bu sorunun cevabını ele alalım. Onlar belirli bir klonu türüne ait B-lenfositlerinin tarafından oluşturulur. bu ekin aktif bölge hücrelerinin sonraki çoğalma ile olur ve antijenin vücut ile temas durumunda antikor tamamlayıcıdır. Neden insan vücudu proteinlerinin çeşitli oluşturma yeteneği olmasıdır? Bu rekombinasyon ve ile mümkün olmaktadır somatik mutasyonlar. Ama bu DNA yapısında insan yapımı değişikliklerin bir sonucu olabilir.

değişim RNA

Gen İfadesi - önemli bir rol ribonükleik asit oynadığı işlemdir. Biz düşünürsek mRNA transkripsiyon birincil yapısı değişebilir sonra dikkat etmek gereklidir. Aynı genlerinde nükleotit dizisi. Ancak, farklı dokularda mRNA değişimleri, eklemeleri görünebilir veya sadece zarar çiftler meydana gelir. ince bağırsak ve karaciğer hücrelerinde üretilen apoprotein B, yol açabilir doğadan Örnek olarak. Ne bir fark düzenliyor? bağırsak tarafından üretilen sürüm, 2152 amino aside sahiptir. Karaciğer içeriği Oysa sürüm 4563 dengeleri sahiptir! Ve bu farkın rağmen, biz B. apoproteinini tam sahip

mRNA stabilitesi değişiklikler

Biz neredeyse proteinler ve polipeptitler yapmak mümkündü sonucuna vardık. Ama henüz nasıl tespit edilebilir mRNA stabilitesi bakmak kabul edelim. Bunu yapmak için, başlangıçta çekirdeğini bırakıp sitoplazmanın çıkmak zorundadır. Bu mevcut gözenekler aracılığıyla gerçekleştirilir. mRNA'nın büyük bir kısmı nükleazlar tarafından yarılır. Bu kaderi kaçış olanlar, proteinlerle kompleksleri düzenlemektedir. ökaryotik mRNA ömrü geniş bir aralık üzerinde (bir kaç güne kadar) değişir. mRNA'nın dengelenmesi, sonra sabit bir hızda artan sayıda yeni protein ürününü oluşturduğu gözlemlenebilir. Bu durumda gen ifadesinin seviyesi daha da önemlisi, vücut daha fazla verimlilik ile çalışır, değişebilir ama gelmez. moleküler biyoloji teknikleri kullanılarak, son ürünün önemli bir ömre sahip olacaktır ki, kodlanabilir. Böylece, örneğin, mümkün (bu onun için çok fazla) yaklaşık on saat işleyen bir β-globin oluşturun.

süreç hız

Bu genel gen ekspresyon sistemi içinde olarak kabul edilir. Şimdi mevcut bilgileri, ne kadar hızlı süreçleri hakkında bilgi sahibi, hem de uzun ömürlü proteinler tamamlamak için sadece kalır. en gen ifadesinin o kontrol yapacak diyelim. Oran üzerindeki etkisi düzenlemesi çeşitlilik ve protein ürününün miktarı birincil yöntem olarak kabul edilmez unutulmamalıdır. Her ne kadar bu hedefe ulaşmak için kendi değişiklik yine kullanılır. Bir örnek olarak retikülositlerin bir protein ürününün sentezi. (Ve dolayısıyla DNA) çekirdeğin yoksun düzeyde hematopoietik hücre farklılaşması. Genel olarak gen ifadesinin düzenlenmesi düzeyleri aktif devam eden süreçleri etkilemeye bağlantı olanakları çeşit bağlı inşa edilir.

süresi

bir protein sentezlenir, o yaşayacak sırasında zaman proteaz bağlıdır. Bu durumda birkaç yıl bir kaç saat arasında değişir, çünkü tam olarak mümkün olduğunca Orada denilen edilemez. proteoliz hızı ne hücre bağlı olarak büyük farklılıklar gösterir. süreçleri katalize edebilir Enzimler hızla "kullanılmış". eğilimindedir Bu nedenle, onlar da bol miktarda vücut tarafından oluşturulur. Ayrıca, protein ömrü üzerinde gövdenin fizyolojik durumunu etkileyebilir. Kusurlu ürün oluşturuldu Ayrıca, bu hızla koruyucu sistemini ortadan kalkacaktır. Bu laboratuvarda elde edilen standart yaşamınızdır - Böylece, güvenle söyleyebileceğimiz tek şey söyleyebiliriz.

Sonuç

Bu alan çok umut verici. Örneğin, yabancı genlerin ifadesi kalıtsal hastalıkları tedavi etmek yardımcı olur ve negatif mutasyonu ortadan kaldırabilir. Konuyla ilgili kapsamlı bilginin varlığına rağmen, güvenle insanlığın sadece başında hala söyleyebiliriz. Genetik mühendisliği ancak son zamanlarda nükleotitlerin gerekli parçaları ayırmaya öğrendik. 20 yıl önce bu bilimin en büyük olaylardan biri oldu - koyun Dolly oluşturuldu. Şimdi, araştırma insan embriyo üzerinde yürütülüyor. Biz hiçbir hastalıkları ve fizyolojik sıkıntı vardır geleceğin eşiğinde, üzerinde güvenle söyleyebiliriz. Biz orada kendimizi bulmak Ama hepsinden önce refah yararına çalışmak çok iyi olmalı.