Експресије гена - шта је то? Дефиниција

Шта је израз гена? Која је његова улога? Како механизам експресије гена? Какви су изгледи да се отвара пред нама? Како је регулација експресије гена у еукариота и прокариотама? Овде је кратак списак питања којима ће се бавити у овом чланку.

опште информације

Гене Екпрессион - је пренос назив процес генетске информације из ДНК преко РНК до протеина и полипептида. Хајде да направимо малу дигресију разумевање. Шта су гени? Овај линеарни ДНК полимери који су повезани помоћу дугог ланца. Коришћење протеина они чине хроматина хромозом. Ако говоримо о особи, онда имамо четрдесет шест. Они се налазе око 50 000-10 000 гена и 3,1 милијарде базних парова. Како су вођени овде? Дужина одељцима који се обавља рад, је наведено у хиљадама и милионима нуклеотида. Један хромозом садржи око 2000-5000 гена. За нешто другачијим условима - око 130 милиона базних парова. Али ово је само веома груба процена, што је више или мање важи за велике секвенце. Ако радите на кратким растојањима, однос ће бити нарушена. Такође, на овом спрату може да утиче на тело, на којем се рад одвија материјал.

о генима

Они имају веома разноврстан дужину. Ево, на пример, глобин - је 1500 нуклеотида. Дистрофински - за чак 2 милиона! Њихови цис регулаторни елементи могу бити обрисани из гена у даљину. Тако, у глобина су на растојању од 50 до 30 нуклеотида у тисиацх 5'и 3'-правцу, респективно. Присуство такве организације значајно компликује нашу дефиницију граница између њих. Такође, гени садрже значајне количине високоповториаиусцхихсиа секвенце функционалне одговорности које још нисмо разумели.

Да бисмо разумели њихову структуру која се може замислити да 46 хромозома су одвојене количине, у којима се подаци који се налазе. Они су груписани у 23 парова. Један од два елемента се наслеђује од родитеља. "Текст", која је у "количине" у више наврата "поново читати" хиљаде генерација, која доноси много грешака и промена (која се зове мутације). И они су сви наследили од потомства. Сада постоји довољно теоријски информације да почне да се бави чињеницом да је експресија манифестује. Ова чињеница је главна тема овог чланка.

Теорија оперону

Заснован је на генетским студијама, β-галактозидазну индукцију, које су учествовале у хидролитичким цепањем лактозе. Формулисана је Јацкуес Монод и Франсуа Зхакобом. Ова теорија објашњава механизам за контролу синтезу протеина у прокариота. Такође играју важну улогу и транскрипцију. Теорија је да су гени су протеини који су функционално уско повезани са метаболичким процесима често груписани заједно. Они стварају структурних јединица под називом оперонс. Њихов значај је да сви гени који су део, изражена у једногласно. Другим речима, они могу да се транскрибује, или нико од њих не може бити "читати". У таквим случајевима, оперон активан или пасиван. гена ниво експресије може мењати само ако постоји скуп појединачних елемената.

Индукција синтезе протеина

Замислимо да имамо ћелију која у свом развоју, као извор глукозе коришћења угљеник. Ако се променило за дисахариду лактозе, за неколико минута можете бити сигурне да је прилагођена условима који су измењени. Да постоји објашњење: ћелија може да ради оба извора раста, али један од њих је више прикладан. Дакле, постоји "призор" на хемијско једињење фабрицабле. Али ако се губи и замењује појављује се лактоза, одговорни РНК полимераза се активира и почиње да врши утицај на производњу жељеног протеина. То је више теорија, али сада хајде да причамо о томе како настаје стварни израз гена. Ово је веома узбудљиво.

Организација хроматина

Материјал овог става је модел диференцираних ћелија вишећелијског организма. Језгра хроматински сложен, тако да је само мали транскрипција генома је доступна (око 1%). Али, упркос томе, захваљујући ћелија разноврсност и сложеност процеса који се одвијају у њима можемо да их утицати. У овом тренутку, за особу је на располагању таквом утицају на организацију хроматину:

1. Промена низ структурних гена.
2. Ефикасно преписати различите делове кода.
3. Ребуилд гена у хромозомима.
4. Учини модификације и синтетизоване полипептидних ланаца.

Међутим, ефикасна експресија циљног гена је постигнута строго придржавање технологије. Без обзира шта се посао уради, чак и ако експеримент иде на мало вируса. Главна ствар - да се држи плана који је израдио интервенције.

Промена броја гена

Како се то може спровести? Замислимо да смо заинтересовани за ефекат на експресију гена. Као прототип узели смо материјалну еукариоту. Он је висок пластичности, можемо дакле урадите следеће измене:

1. Повећати број гена. Користи се у случајевима када је потребно да је тело повећао синтезу специфичног производа. У таквом стању се појачавају многе корисне елементе људског генома (нпр, рРНК, тРНК, хистона, и тако даље). Такви сајтови могу имати тандему са хромозомима, па чак и превазилазе њих у износу од 100 хиљада до 1 милион базних парова. Хајде да погледамо практичну примену. Интерес за нас је ген металотионен. Њен протеински производ може да се веже тешке метале попут цинка, кадмијума, живе и бакра и, респективно, да штите организам од њих тровање. Његова активација може бити корисно за људе који раде у небезбедним условима. Ако особа има повећане концентрације тешких метала је раније поменуто, активација ген настаје лагано аутоматски.
2. Смањење броја гена. То се ретко користи метод регулације. Али, и овде постоје примери. Један од најпознатијих - то је црвена крвна зрнца. Када су зрели, језгро колабира и носилац губи геном. Такав процес сазревања и тестираних лимфоцита и плазма ћелија, разни клонови који су синтетисани лучи облике имуноглобулина.

ген преуређење

Такође је важно могућност померања и комбиновања материјала са којим је способан за транскрипције и репликације. Овај процес се назива генетичка рекомбинација. По који механизми да је могуће? Хајде да размотримо одговор на ово питање на пример антитела. Они су створили Б-лимфоцити, које припадају некој врсти одређеног клона. Ау случају контакта са телом антигена за који антитело је комплементаран са активним место везивања дешава са каснијим пролиферацију ћелија. Зашто је да људско тело има способност да створи низ протеина? То је постало могуће рекомбинације и соматских мутација. Али то може да буде последица вештачких промена у ДНК структури.

promena РНК

Гене Екпрессион - је процес који има значајну улогу рибонуклеинску киселину. Ако узмемо у обзир иРНК је неопходно напоменути да након транскрипција Основна структура може да варира. Секвенца нуклеотида у генима истих. Али у различитим ткивима иРНК може да се појави супституције, уметања, или једноставно губитак ће доћи до пара. Као пример из природе може довести апопротеин Б генерисан у ћелијама танког црева и јетри. Оно што је уређивање разлика? Верзија производи црева, има 2152 аминокиселина. Док садржаја јетре верзија има 4563 салда! И поред ове разлике, ми управо имамо је апопротеин Б.

Промене у мРНК стабилност

Ми смо скоро дошли до закључка да је могуће урадити у протеина и полипептида. Али, хајде да се суочи да још погледамо како се фиксни мРНК стабилност. Да би то урадили, прво мора да напусти језгро и изаћи из цитоплазми. Ово се постиже кроз постојеће поре. Велики број мРНК се цепа нуклеаза. Они који побегне ту судбину, организују комплексе са протеинима. Лифетиме оф еукариотске мРНК варира у широком опсегу (до неколико дана). Ако стабилизује мРНК, а затим по фиксној стопи се може уочити да је повећан број новоформиране протеина производ. ген ниво израз у овом случају се не мења, али, што је још важније, тело ће радити са већом ефикасношћу. Помоћу техника молекуларне биологије, крајњи производ може бити кодирани, што ће имати значајан век трајања. Тако, на пример, могуће је креирати п-глобин функционише око десет сати (ово је веома много за њега).

brzina процеса

Који се сматра уопштено систем експресије гена. Сада остаје само да се допуне доступне информације, знање колико брзо процеса, као и дугог века протеине. Рецимо да је контрола експресије гена ће издржати. Треба напоменути да је ефекат на стопе се не сматра примарни метод различитости и количине протеина производа регулације. Иако се још увек користи његова промена да би се постигао овај циљ. Као пример синтеза производа протеина у ретикулоцити. Хематопоетска ћелија диференцијација на нивоу лишени нуклеуса (а самим тим и ДНК). Нивои регулације експресије гена уопште су изграђени зависно некој врсти могућности повезивања да активно утичу текућим процесима.

Трајање

Када се синтетише протеин, време у коме ће живети зависи од протеаза. Не може бити позван управо онако како је то могуће, јер у том случају се креће од неколико сати до неколико година. Брзина протеолиза варира, у зависности од тога шта ћелија је. Ензими који могу да катализују процесе тенденцију да се брзо "користи." Због тога, они су такође створили тело у великим количинама. Такође на трајања протеина могу да утичу на физиолошко стање организма. Исто тако, ако је креирана неисправан производ, то ће бити брзо елиминисан заштитни систем. Стога, можемо са сигурношћу можемо рећи да је једино што можемо рећи - ово је стандардни радни век добијени у лабораторији.

закључак

Ова област је веома обећавајуће. На пример, експресија страних гена може помоћи лечити наследне болести, а елиминисати негативне мутације. Упркос присуству велико знање о овој теми, можемо са сигурношћу може рећи да је човечанство још увек само на самом почетку. Генетски инжењеринг тек недавно научили да издвоје неопходне делове нуклеотида. Пре 20 година био је један од највећих догађаја ове науке - је створена Долли овце. Сада, истраживање се спроводи на људских ембриона. Можемо рећи са сигурношћу да смо на прагу будућности, где не постоје болести и физиолошки стрес. Али, пре него што се наћи тамо, морате бити врло добро да раде за добробит просперитета.