Gene útdrukking - wat is dat? de definysje

Wat is de útdrukking fan ' e genen? Wat is syn rol? Hoe wurket it mechanisme fan gen útdrukking? Wat binne de perspektiven iepent foar ús? Hoe is it regulearjen fan gen útdrukking yn eukaryotes en prokaryotes? Hjir is in koarte list fan fragen dy't sil oanpakt wurde yn dit artikel.

algemiene ynformaasje

Gene Expression - is it proses namme oerdracht fan genetyske ynformaasje fan DNA fia RNA oan aaiwiten en polypeptides. Lit ús meitsje in lytse digression begryp. Wat binne genen? Dit rjochtlinige DNA polymearen dy't ferbûn troch in lange keatling. Gebrûk fan it aaiwyt se foarmje chromatin chromosome. As wy prate oer in persoan, dan wy hawwe fjirtich-seis. Se lizze likernôch 50 000-10 000 genen en 3.1 miljard basis twatallen. Hoe wurde begelaat hjir? De lingte fan de seksjes dêr't wurk wurdt dien, stiet oanjûn yn 'e tûzenen en miljoenen fan nucleotides. Ien gromosoom befettet likernôch 2000-5000 genen. Yn in wat oare termen - sa'n 130 miljoen basis twatallen. Mar dit is mar in tige rûge skatting, dat is mear of minder wier foar grutte sekwinsjes. As jo wurkje oer koarte ôfstannen, de ferhâlding wurdt skeind. Ek op dizze flier kin ynfloed op it lichem, dêr't it wurk wurdt útfierd materiaal.

oer genen

Se hawwe de meast fariearre lingte. Hjir, bygelyks, globin - is 1500 nucleotides. In dystrophin - want safolle as 2 miljoen! Harren cis regeljouwing eleminten meie wurde wiske fan it gen foar in flinke ôfstân. Sa, yn globin se op in ôfstân fan 50 en 30 nucleotides yn tysyach 5'- en 3'-rjochting, resp. De oanwêzigens fan sa'n organisaasje gâns complicates ús definysje fan de grinzen tusken harren. Ek de genen befetsje in wichtige bedrach fan vysokopovtoryayuschihsya sekwinsjes funksjoneel ferantwurdlikheden dy't wy noch net begrepen.

Om begripe harren struktuer men kin yntinke dat 46 chromosomes binne aparte dielen, dêr't ynformaasje wurdt opslein. Se wurde groepearre yn 23 pearen. Ien fan de twa eleminten wurdt erfde fan in âlder. "Tekst", dy't yn "dielen" faker as ien kear "nij lêzen" tûzenen geslachten, dat bringt yn in protte flaters en feroarings (neamd mutaasjes). En se binne allegear erfd troch de neiteam. No is der genôch teoretysk ynformaasje om te begjinnen om te gean mei it feit dat in gen útdrukking manifestearret. Dat feit is it wichtichste ûnderwerp fan dit artikel.

De teory fan Operon

It is basearre op genetyske stúdzjes, β-galactosidase induction, dy't meidie oan de hydrolytic Cleavage fan lactose. It waard formulearre troch Jacques Monod en Fransua Zhakobom. Dizze teory ferklearret it meganisme foar besetten fan 'e synteze fan aaiwiten yn prokaryotes. Ek spylje in wichtige rol en transkripsje. De teory is dat de genen wurde aaiwiten dy't funksjoneel nau besibbe oan metabolic prosessen, wurde faak groepearre elkoar. Se meitsje strukturele ienheden neamd operons. Harren belang is dat alle genen dy't in part dêrfan, ferwurde tagelyk útroppe. Mei oare wurden, se kinne transkribearre, of net ien fan harren kin wêze "lêze". Yn sokke gefallen, de Operon aktyf of passyf. gene útdrukking nivo kin feroare wurde allinne as der in set fan yndividuele eleminten.

Induction fan protein synteze

Lit ús yntinke dat wy hawwe der in sel dy't yn har groei as boarne fan koalstof gebrûk glucose. As it is feroare foar de disaccharide lactose, yn in pear minuten kinne jo feilich wêze dat it hat oanpast oan 'e omstannichheden dy't hawwe feroare. Dat der is in taljochting: de sel kin funksjonearje beide boarnen fan groei, mar ien fan harren is mear geskikt. Dêrom is der in "oansjen" om in gemysk gearstalde fabricable. Mar as it is ferlern en ferfongen troch de ferskynt lactose, de ferantwurdlike RNA polymerase is aktivearre en begjint te oefenjen syn ynfloed op 'e produksje fan de winske proteïne. It is mear in teory, mar no litte wy prate oer hoe't it feitlike gene útdrukking optreedt. Dit is tige spannend.

De organisaasje fan chromatin

Materiaal fan dit lid is in model fan differinsjearre sellen fan in multicellular organisme. De kearnen chromatin steapele sadat mar in lyts transkripsje fan de genome is beskikber (likernôch 1%). Mar nettsjinsteande dat, tanksij sel ferskaat en kompleksiteit fan 'e prosessen nimme plak yn har kinne wy beynfloedzje se. Op it stuit, foar de persoan is it beskikber foar sa'n gefolg op de organisaasje fan de chromatin:

1. It feroarjen fan it tal strukturele genen.
2. Effisjint transkribearjen de ferskillende ûnderdielen fan de koade.
3. Werbouwen de genen yn de chromosomes.
4. Meitsje oanpassings en synthesized polypeptide keatlings.

Lykwols, doelmjittige útdrukking fan de doelgroep gen wurdt berikt fia strang adherence technology. Gjin saak hokker wurk wurdt dien, sels as it eksperimint giet op in bytsje firus. It wichtichste ding - is om fêsthâlde oan it plan opsteld troch de yntervinsje.

It feroarjen fan it tal genen

Hoe kin dit útfierd wurde? Lit ús yntinke dat wy binne ynteressearre yn de wurking op gene útdrukking. As prototype we namen materiaal eukaryote. Hy hat hege plasticity, kinne wy dêrom meitsje de folgjende wizigings:

1. Om fergrutsje it oantal genen. It wurdt brûkt yn gefallen wêr is it nedich dat it lichem tanommen de synteze fan in spesifyk produkt. Yn sa'n betingst wurde fersterke protte brûkbere eleminten fan 'e minsklike genome (bgl, rRNA, tRNA, histones, ensafuorthinne). Soksoarte siden hawwe kinne tandem binnen de chromosomes, en sels fierder as se yn it bedrach fan 100 tûzen oant 1 miljoen basis twatallen. Litte we ris nei in praktyske tapassing. Belangstelling foar ús is de metallothionein gene. Har protein produkt kin bine swiere metalen lykas sink, cadmium, kwik en koper en, respektivelik, te beskermjen it lichem út fergif se. Syn aktivearring kin brûkber wêze foar minsken dy't wurkje yn ûnfeilige omstannichheden. As in persoan der is in ferhege konsintraasje fan swiere metalen earder neamd, it gen aktivearring komt stadich automatysk.
2. Ferminderje it oantal genen. It wurdt komselden brûkt metoade fan regeljouwing. Mar hjir ek der binne foarbylden. Ien fan de meast ferneamde - it is de reade bloedsellen. Doe't se mature, de kearn stoart en de ferfierder ferliest syn genome. Sa'n proses fan maturation en hifke lymphocytes en plasma sellen, ferskate Clones dy't waarden synthesized ôfskieden foarmen fan immunoglobulins.

gene rearrangement

Ek wichtich is de mooglikheid fan it ferpleatsen en bondeljen fan in materiaal mei dêr't it is by steat fan transkripsje en witten. Dat proses hjit genetyske Rekombinaasje. By hokker meganismen is it mooglik? Litte wy beskôgje it antwurd op dizze fraach oan de antibody foarbyld. Se wurde makke troch B-lymphocytes, dy't hearre ta in soarte fan in spesifike kloan. En yn it gefal fan kontakt mei it lichem fan 'e antigen oan dêr't de antibody is oanfoljend mei de aktive side fan it taheaksel bart mei dêropfolgjende proliferation fan de sellen. Wêrom is it dat it minsklik lichem hat de mooglikheid om in ferskaat oan aaiwiten? Dat wurdt mooglik makke troch Rekombinaasje en somatyske mutaasjes. Mar it koe wol in gefolch fan 'e minske-makke feroarings yn de DNA struktuur.

feroarje RNA

Gene Expression - is it proses troch dat spilet in wichtige rol ribonucleic acid. As wy beskôgje it mRNA is needsaaklik om te merken dat nei de transkripsje primêre struktuer kin ferskille. De searje fan nucleotides yn de genen fan itselde. Mar yn ferskillende weefsels mRNA meie ferskine wiksels, insertions, of koartwei ferlies sil foardwaan echtpearen. As foarbyld út de natuer kin liede apoprotein B, generated yn de sellen fan de tinne term en lever. Wat wurdt bewurkje in ferskil? De ferzje produsearre troch de term, hat 2152 aminosoeren. Yn betinken nommen dat de lever ynhâld ferzje hat 4563 balances! En nettsjinsteande dit ferskil, wy hawwe krekt apoprotein B.

Feroarings yn mRNA stabiliteit

Wy ha hast komme ta de konklúzje dat it mooglik te dwaan yn aaiwiten en polypeptides. Mar lit foar stean dat noch sjoch hoe kin wurde fêste mRNA stabiliteit. Om dit yn earste ynstânsje dat moat ferlitte de kearn en helje út it cytoplasm. Dit wurdt berikt troch de besteande poriën. In grut oantal mRNA wurdt cleaved troch nucleases. Dyjingen dy't ûntkommen dit lot, organisearje kompleksen mei aaiwiten. Lifetime fan eukaryotic mRNA ferskilt oer in breed berik (oant in pear dagen). As stabilisearjen mRNA, dan op in fêste taryf waar te nimmen dat it tanommen oantal nij foarme proteïne produkt. gene útdrukking nivo yn dit gefal net feroarje, mar, noch wichtiger, it lichem sil operearje mei gruttere effisjinsje. Mei help fan molekulêre biology techniken, de definitive produkt kin wurde ynmekoar setten, hokker sil hawwe in wichtige minskelibben. Sa, bygelyks, mooglik te meitsjen in β-globin funksjonearret likernôch tsien oere (dit is hiel soad foar it).

proses snelheid

Dat wurdt beskôge as in algemiene gene útdrukking systeem. No is it bliuwt allinne om oanfolling fan de beskikbere ynformaasje, de kennis fan hoe fluch de prosessen, likegoed as lang libjend aaiwiten. Litte we sizze dat kontrôle fan gen útdrukking sil fêsthâlde. Dêrby moat opmurken wurde dat it effekt op taryf wurdt net sjoen as de primêre metoade fan regeljouwing ferskaat en kwantiteit fan proteïne produkt. Hoewol't syn feroaring om te berikken dat doel wurdt noch hieltyd brûkt. As foarbyld de synteze fan in aaiwyt produkt yn reticulocytes. Hematopoietic sel differinsjaasje op it nivo ta ferfal fan nucleus (en dus ek it DNA). It nivo fan gen útdrukking oardening yn it algemien binne boud ôfhinklik fan wat soarte fan ferbining mooglikheden om aktyf ynfloed op de rinnende prosessen.

De doer fan

As in aaiwyt wurdt synthesized, de tiid ûnder dêr't hy sil wenje hinget fan 'e protease. Der kin net neamd krekt mooglik, want yn dit gefal farieart fan in pear oeren nei in pear jier. proteolysis snelheid fariearret breed, ôfhinklik op hokker sellen it is. Enzymen dy't kin catalyze prosessen oanstriid om fluch "brûkt." Fanwegen dit, se wurde ek makke troch it lichem yn grutte hoemannichten. Ek op it aaiwyt lifetime kin ynfloed op de fysiologyske tastân fan it lichem. Ek, as de mishipte produkt is oanmakke, dan wurdt gau opheft de beskermingsmuorre systeem. Sa, we kinne fol fertrouwen sizze dat it iennige wat we kinne fertelle - dit is de standert lifetime krige yn it laboratoarium.

konklúzje

Dit gebiet is tige kânsryk. Bygelyks, de útdrukking fan bûtenlânske genen kinne helpe om te genêzen erflike sykten, en elimineren negatyf mutaasje. Nettsjinsteande de oanwêzigens fan wiidweidige kennis op it ûnderwerp, kinne wy fol fertrouwen sizze dat minskdom stiet noch mar oan it hiel begjin. Gentechnology allinne koartlyn learde te kennen de needsaaklike dielen fan nucleotides. 20 jier ferlyn wie der ien fan de grutste eveneminten fan dizze wittenskip - waard makke Dolly de skiep. No, ûndersyk wurdt útfierd op minsklike embryos. Wy kinne sizze mei fertrouwen dat wy steane op 'e drompel fan' e takomst, dêr't der binne gjin sykten en fysiologyske need. Mar foardat wy fine ússels dêr, moatte jo wêze hiel goed te wurkjen foar it foardiel fan foarspoed.