A génexpressziós - mi az? a meghatározás

Mi a kifejezés a gének? Mi a szerepe? Hogyan működik a mechanizmus génexpresszió? Mik a kilátások megnyitja előttünk? Hogy van a szabályozás a génexpresszió eukarióták és prokarióták? Itt egy rövid lista a kérdésre, hogy foglalkozni fognak ebben a cikkben.

általános információk

Gene Expression - az a folyamat neve a genetikai információ átadását származó DNS keresztül RNS proteinek és polipeptidek. Csináljunk egy kis kitérőt a megértést. Mik a gének? Ez a lineáris DNS-polimerek, amelyek kapcsolódnak egy hosszú lánc. Használja a fehérje alkotnak kromatin kromoszóma. Ha beszélünk egy ember, akkor van Negyvenhat. Ezek található mintegy 50 000-10 000 gének és 3,1 milliárd bázispár. Hogy vannak vezetve itt? A hossza a szakaszok, amelyek munkát végez, jelzi a több ezer és több millió nukleotid. Egy kromoszómán tartalmaz körülbelül 2000-5000 géneket. Egy kissé eltérő feltételek - mintegy 130 millió bázispár. De ez csak egy nagyon durva becslés, amely többé-kevésbé igaz a nagy sorozatok. Ha a munka rövid távolságokon, az arány lehet megsérteni. Szintén ezen a szinten is hatással van a testre, amelyen a munkát végzik anyag.

Mintegy gének

Ezek a legkülönbözőbb hosszúságú. Itt például, globinból - 1500 nukleotid. A disztrofin - tekintettel arra, hogy a 2 millió! A cisz szabályozó elemeket lehet hagyni a gén jelentős távolságra. Így globin azok a parttól 50 és 30 nukleotid tysyach 5'- és 3'-irányban, sorrendben. A jelenléte egy ilyen szervezet jelentősen megnehezíti a határainak meghatározása között. Továbbá, a gének tartalmaznak jelentős mennyiségű vysokopovtoryayuschihsya szekvenciák funkcionális feladatok, amelyek még nem tisztázott.

Ahhoz, hogy megértsük a szerkezetük lehet képzelni, hogy 46 kromoszómák kötetből, amelyben az információ tárolódik. Ezeket csoportosítva 23 pár. Az egyik a két elem örökölt egy szülő. „Szöveg”, amely a „kötet” többször „olvassa újra” ezer generáció, amely összehozza a sok hibák és változások (úgynevezett mutációk). És ezek mind öröklik az utód. Most elég elméleti ismeretek kezdeni foglalkozni azzal a ténnyel, hogy a génexpresszió nyilvánul. Ez a tény a fő témája ennek a cikknek.

Az elmélet a operon

Ez alapján a genetikai tanulmányok, β-galaktozidáz indukció, amely részt vett a hidrolitikus hasítása laktóz. Ezt fogalmazott Jacques Monod és Fransua Zhakobom. Ez az elmélet kifejti azt a mechanizmust szabályozó proteinek szintézisében prokariótákban. Szintén fontos szerepet játszanak és a transzkripció. Az elmélet az, hogy a gének a proteinek, amelyek funkcionálisan szorosan kapcsolódó metabolikus folyamatok, gyakran csoportosítva. Ők hozzák létre szerkezeti egység nevezett operon. Jelentőségük az, hogy az összes gént, amely része kifejezve kórusban. Más szóval, átírható, vagy egyikük sem lehet „olvasni”. Ilyen esetekben, az operon aktív vagy passzív. génexpressziós szinten lehet változtatni, ha van egy sor egyedi elemek.

Indukciós a fehérjeszintézis

Képzeljük el, hogy van egy sejt, amelyek a növekedés, mint a szén- használat glükóz. Ha megváltozik a diszacharid laktóz, néhány perc alatt lehet biztos, hogy alkalmazkodott a körülmények megváltoztak. Ez van magyarázat: a sejt képes működni mind növekedési források, de egyikük jobban megfelel. Ezért van egy „látvány”, hogy egy kémiai vegyület fabricable. De ha ez elveszik, és helyébe a megjelenik a laktóz, a felelős az RNS-polimeráz aktiválódik, és elkezdi kifejteni hatását a termelés a kívánt fehérjét. Ez több egy elmélet, de most beszéljünk arról, hogy a tényleges génexpresszió bekövetkezik. Ez nagyon izgalmas.

A szervezet kromatin

Anyaga az e bekezdés a modell differenciálódott sejtek a soksejtű szervezetek. A sejtmagok kromatin halmozott úgy, hogy csak egy kis transzkripciós a genom elérhető (körülbelül 1%). De ennek ellenére, köszönhetően a sejtek sokféleségét és összetettségét a folyamatok zajlanak bennük tudjuk befolyásolni őket. Abban a pillanatban, az a személy, hogy elérhető egy ilyen hatással van a szervezet kromatin:

1. Számának megváltoztatása strukturális gének.
2. Hatékonyan átvezeti a különböző részein a kódot.
3. Újjáépíteni a gének a kromoszómák.
4. Módosításokat és szintetizált polipeptid láncok.

Azonban, hatékony expresszióját a célgén elérni szigorú ragaszkodás technológia. Nem számít, milyen munkát végez, akkor is, ha a kísérlet tart egy kis vírus. A legfontosabb dolog -, hogy ragaszkodik a terv által kidolgozott beavatkozást.

Változó gének száma

Hogyan lehet ezt megvalósítani? Képzeljük el, hogy mi érdekli a hatása génexpresszió. Prototípusként vettünk anyagot eukarióta. Ő magas plaszticitás, tudjuk tehát, hogy a következő módosításokat:

1. Hogy növelje a gének száma. Ezt alkalmazzák olyan esetekben, amikor az szükséges, hogy a test növelte a szintézisét egy adott termék. Ilyen állapotban amplifikáljuk sok hasznos eleme a humán genom (például rRNS, tRNS, hisztonok, és így tovább). Ezek a helyek lehetnek tandem a kromoszómák, és még azokon túlmutatva az összeg 100,000-1.000.000 bázispárból áll. Nézzünk egy gyakorlati alkalmazása. Érdekes, hogy nekünk van a metallotionein-gén. A fehérjetermék lehet kötni a nehézfémeket, mint a cink, kadmium, higany, réz, továbbá, rendre, hogy megvédje a testet a mérgezés őket. Aktiválási hasznos lehet azoknak, akik dolgoznak veszélyes körülmények között. Ha egy személy van egy nagyobb a nehézfémek koncentrációjának korábban említettük, a gén aktiválás történik lassan automatikusan.
2. Csökkentse a gének száma. Ritkán használják szabályozási módszer. De itt is vannak példák. Az egyik legismertebb - ez a vörös vérsejtek. Amikor érett, a mag összeomlik, és a hordozó elveszti genomjában. Egy ilyen eljárás a érését és tesztelt limfociták és plazmasejtek, különböző klónok, hogy szintetizáljuk szekretált formái immunglobulinok.

génátrendezõdés

Szintén fontos, az a lehetőség, a mozgó és összekapcsolja az anyagtól, amellyel képes a transzkripció és a replikáció. Ezt a folyamatot nevezik genetikai rekombináció. Milyen mechanizmusok lehetséges? Nézzük a válasz erre a kérdésre az antitest példa. Ők hozták létre a B-limfociták, melyek tartoznak valamilyen specifikus klón. És abban az esetben a testtel érintkezik, az antigén, amelyhez az antitest komplementer az aktív hely kapcsolódási történik utólagos sejtszaporodást. Miért van az, hogy az emberi test képes létrehozni a különböző fehérjék? Ez tette lehetővé a rekombináció és szomatikus mutációkat. De ez lehet az oka a mesterséges változások a DNS szerkezetét.

változás RNS

Gene Expression - az a folyamat, amely jelentős szerepet játszik a ribonukleinsav. Ha figyelembe vesszük az mRNS szükséges megjegyezni, hogy miután a transzkripció elsődleges szerkezete változhat. A nukleotidok szekvenciája a gének azonos. De a különböző szövetekben mRNS jelenhetnek meg a helyettesítéseket, inszerciókat vagy egyszerűen veszteség fog bekövetkezni párok. Példaként a természet vezethet apoprotein B, generált a sejtek a vékonybélben és a májban. Mi szerkeszti a különbség? A verzió által termelt bél, van 2152 aminosav. Mivel a máj tartalom változat részén 4563 egyenlegek! És annak ellenére, hogy ez a különbség, már pontosan apolipoprotein B

Változások a mRNS stabilitását

Mi már majdnem arra a következtetésre jutott, hogy lehetséges, hogy nem a fehérjék és polipeptidek. De lássuk be, mégis megnézi, hogyan lehet rögzíteni mRNS stabilitását. Ehhez először meg kell hagyni a sejtmagban, és kijutni a citoplazmában. Ezt úgy lehet elérni a meglévő pórusokat. Számos mRNS hasítjuk nukleázok. Azok, amelyek menekülni a sorsa, szervezni a fehérjékkel komplexet képez. Élettartam eukarióta mRNS változik széles tartományban (akár több napig). Ha mRNS-t stabilizáló, majd egy rögzített sebességgel is megfigyelhető, hogy a megnövekedett számú újonnan képződött protein termék. génexpressziós szinten ebben az esetben nem változik, de ami még fontosabb, a test fog működni a nagyobb hatékonyság érdekében. Molekuláris biológiai módszerek alkalmazásával, a végtermék kódolható, ami jelentős élettartam. Így például, lehetséges, hogy hozzon létre egy β-globin működő körülbelül tíz óra hosszat (ez nagyon sok érte).

folyamat sebességét

Ez tekinthető az általános génexpressziós rendszer. Most már csak azt kell kiegészíteni a rendelkezésre álló információk, a tudás, hogy milyen gyorsan a folyamatokat, valamint a hosszú életű fehérjék. Tegyük fel, hogy génexpresszió szabályozása tart. Meg kell jegyezni, hogy a hatás mértéke nem tekinthető az elsődleges szabályozási módszer sokszínűség és a fehérje mennyiségének termék. Bár a változás érdekében, hogy e cél elérése még mindig használják. Példaként a fehérje szintézise termék retikulociták. Hematopoetikus sejt differenciálódását szintjén megfosztott nucleus (és így a DNS-t). A génexpresszió szabályozása általában épülnek függően valamilyen csatlakoztatási lehetőség, hogy aktívan befolyásolja a folyamatban lévő eljárások.

Az időtartam

Amikor egy fehérje szintetizálódik, amely alatt élni fog függ a proteáz. Ott nem nevezhető éppen lehetséges, mert ebben az esetben tól néhány órát egy pár évig. proteolízis sebessége nagyon változó, attól függően, hogy melyik cellában van. Enzimek, amelyek katalizálják eljárások gyakran gyorsan „használt”. Emiatt ők is létre a szervezetben nagy mennyiségben. Szintén a fehérje élettartamát befolyásolhatja a fiziológiás állapotban a test. Továbbá, ha a hibás termék jött létre, akkor azt gyorsan kiürülnek a védelmi rendszer. Így tudjuk magabiztosan mondani, hogy az egyetlen dolog, amit mondhatok - ez a szokásos élettartama nyert a laboratóriumban.

következtetés

Ez a terület nagyon ígéretes. Például az idegen gének kifejeződését segíthet gyógyítani örökletes betegségek, és megszünteti a negatív mutáció. Annak ellenére, hogy a jelenléte széleskörű ismereteket a témában, akkor magabiztosan mondani, hogy az emberiség még csak a legelején. A géntechnológia csak nemrég tanult biztosítsa a szükséges alkatrészek nukleotidok. 20 évvel ezelőtt volt az egyik legnagyobb eseménye ez a tudomány - jött létre, Dolly bárány. Most kutatások folynak az emberi embriók. Azt mondhatjuk, hogy bizalommal vagyunk a küszöbén a jövőben, ahol nincsenek betegségek és fiziológiai stresszt. De mielőtt találjuk magunkat ott, akkor kell nagyon jó vele dolgozni javára a jólét.