Gene ekspresyon - sa ki nan sa? definisyon an

Ki sa ki se ekspresyon ki nan jèn yo? Ki sa ki se wòl li? Kijan mekanis a nan ekspresyon jèn? Sa se kandida yo li ouvè devan nou? Kouman se règleman an nan ekspresyon jèn nan ekaryot ak prokaryotes? Isit la se yon lis kout nan kesyon ke yo pral adrese nan atik sa a.

enfòmasyon jeneral

Gene Ekspresyon - se transfè a Non pwosesis pou enfòmasyon jenetik soti nan ADN atravè RNA pwoteyin ak polipèptid. Se pou yo fè yon ti konpreyansyon parantèz. Ki sa ki jèn? Sa a Polymers ADN lineyè ki gen rapò pa yon chèn lontan. Sèvi ak nan pwoteyin ki yo fòme chromatin kwomozòm. Si nou pale sou yon moun, lè sa a nou gen karant-sis. Yo yo sitiye apeprè 50 000-10 000 jèn ak 3.1 milya dola pè baz. Kouman yo gide isit la? Longè a nan seksyon yo ki kote se travay ap fèt, se endike nan dè milye yo ak dè milyon de nucleotides. Youn kwomozòm gen sou 2000-5000 jèn yo. Nan yon tèm yon ti jan diferan - sou 130 milyon dola pè baz. Men, sa a se sèlman yon estimasyon trè ki graj, ki se plis oswa mwens vre pou sekans gwo. Si w ap travay sou long distans kout, yo pral rapò a ap vyole. Epitou sou planche sa a kapab afekte kò a, sou ki se travay la te pote soti materyèl.

sou jèn

Yo gen longè ki pi varye. Isit la, pou egzanp, globin - se 1500 nucleotides. Yon distwofin - pou otan ke 2 milyon dola! CIS eleman regilasyon yo ka efase soti nan jèn la pou yon distans konsiderab. Kidonk, nan globin yo nan yon distans de 50 ak 30 nucleotides nan tysyach 5'- ak 3'-direksyon, respektivman. Prezans nan tout moun ki tankou yon òganizasyon siyifikativman konplitché definisyon nou an nan limit yo ant yo. Epitou, jèn yo gen yon kantite siyifikatif vysokopovtoryayuschihsya sekans responsablite fonksyonèl ki nou pa gen ankò konprann.

Pou konprann estrikti yo yon moun ka imajine ke 46 kwomozòm yo komèsan ki apa a, nan ki se enfòmasyon ki estoke. Yo gwoupe nan 23 pè. Youn nan de eleman sa yo, se eritye de yon paran. "Tèks," ki se nan "komèsan" repete "re-li" dè milye de jenerasyon, ki pote nan yon anpil nan erè ak chanjman (yo rele mitasyon). Apre sa, yo, yo tout eritye pa pitit pitit la. Koulye a, gen ase enfòmasyon teyorik yo kòmanse fè fas ak lefèt ke yon ekspresyon jèn manifeste. Reyalite sa a se sijè a prensipal la atik sa a.

Teyori a nan operon

Li baze sou syans jenetik, β-galaktozidaz endiksyon, ki patisipe nan klivaj nan idrolitik nan laktoz. Li te formul pa Jacques Monod ak Fransua Zhakobom. teyori sa a eksplike mekanis a pou kontwole sentèz la nan pwoteyin ki nan prokaryotes. Epitou jwe yon wòl enpòtan ak transcription. Teyori a se ke jèn yo yo se pwoteyin ke yo fonksyonèl pre relasyon ak pwosesis metabolik, yo souvan gwoupe ansanm. Yo kreye inite estriktirèl rele Soperton. enpòtans yo se ke tout jèn yo ki fè pati nan li, ki eksprime nan inison. Nan lòt mo, yo ka transkri, oswa okenn nan yo kapab "li". Nan ka sa yo, operon a se aktif oswa pasif. ka jèn nivo ekspresyon dwe chanje sèlman si gen se yon seri eleman endividyèl elèv yo.

Endikasyon Ak nan sentèz pwoteyin

Se pou nou imajine ke nou gen yon selil ki nan kwasans li yo kòm yon sous nan sèvi ak kabòn glikoz. Si li se chanje pou laktoz la dizakarid, nan yon kèk minit ou ka gen sekirite ke li te adapte yo a kondisyon yo ki te chanje. Ki di ke gen yon eksplikasyon: selil la ka opere tou de sous nan kwasans, men se yon sèl nan yo se pi plis ki apwopriye. Se poutèt sa, gen yon "je" nan yon fabricable chimik konpoze. Men, si li se pèdi ak ranplase pa laktoz la parèt, se polimerizasyon a RNA responsab aktive ak kòmanse fè egzèsis enfliyans li sou pwodiksyon an nan pwoteyin la vle. Li nan plis yon teyori, men kounye a kite a pale sou fason ekspresyon ki jèn aktyèl rive. Sa a se trè enteresan.

Òganizasyon an nan chromatin

Materyèl nan paragraf sa a se yon modèl nan selil différenciés nan yon òganis miltiselilè. nwayo a chromatin anpile pou ke sèlman yon ti transcription nan genomic a ki disponib (apeprè 1%). Men, nan malgre nan sa a, gras a selil divèsite ak konpleksite nan pwosesis yo ap pran plas nan yo nou kapab enfliyanse yo. Nan moman sa a, pou moun nan li se disponib nan tankou yon enpak sou òganizasyon an nan chromatin:

1. Chanje nimewo a nan jèn estriktirèl.
2. Efikasite transkripsyon pati pyès sa yo diferan nan kòd la.
3. Rebati jèn yo nan kwomozòm yo.
4. Fè modifikasyon ak sentèz chenn polipèptid.

Sepandan, se ekspresyon efikas nan jèn nan sib reyalize nan teknoloji aderans strik. Pa gen pwoblèm sa travay k ap fèt, menm si eksperyans la ale sou yon ti kras viris. Bagay pwensipal lan - se yo bwa nan plan an trase moute pa entèvansyon an.

Chanje nimewo a nan jèn

Ki jan yo ka sa a kapab aplike? Se pou nou imajine ke nou enterese nan efè a sou ekspresyon jèn. Kòm yon pwototip nou te pran eukaryote materyèl. Li te segondè plastisit, nou ka Se poutèt sa fè chanjman sa yo:

1. Pou ogmante kantite jèn yo. Li se itilize nan ka kote li nesesè pou gen kò a ogmante sentèz la nan yon pwodwi espesifik. Nan tankou kondisyon yon yo anplifye anpil eleman itil nan genomic imen an (egzanp, rRNA, tRNA, iston, ak sou sa). sit sa yo ka gen tandem nan kwomozòm yo, e menm ale pi lwen pase yo nan kantite lajan an nan 100 mil a 1 milyon dola pè baz. Se pou yo gade nan yon aplikasyon pratik. Enterè nan nou se jèn nan metalotyonein. pwodwi pwoteyin li yo ka mare metal lou tankou zenk, Kadmyòm, mèki ak kòb kwiv mete ak, respektivman, nan pwoteje kò a depi nan anpwazonnman ak gaz yo. deklanchman li kapab itil bay moun ki travay nan kondisyon danjere. Si yon moun gen yon konsantrasyon ogmante nan metal lou mansyone deja, aktivasyon an jèn fèt tou dousman otomatikman.
2. Redwi kantite jèn yo. Li se raman itilize metòd pou règleman yo. Men, isit la tou gen yo se egzanp. Youn nan ki pi popilè a - li se selil yo wouj san. Lè yo matirite, nwayo a efondre ak konpayi asirans lan pèdi genomic li yo. Tankou yon pwosesis pou spirasyon ak lenfosit teste ak selil Plasma, divès kalite klon ki te sentèz sekrete fòm imunoglobulin.

jèn rmaniman

Epitou enpòtan an se posibilite pou k ap deplase ak konbine materyèl la ak ki li se kapab nan transcription ak replikasyon. Pwosesis sa a rele jenetik rekonbinezon. Ki fòmil li se posib? Se pou yo konsidere repons lan nan kesyon sa a sou egzanp lan antikò. Yo kreye pa B-lenfosit, ki apatni a kèk kalite yon script espesifik. Ak nan ka ta gen kontak ak kò a nan antijèn nan ki antikò a se konplemantè ak sit la aktif nan atachman k ap pase ak pwopagasyon ki vin apre nan selil yo. Poukisa se li ke kò imen an gen kapasite a yo kreye yon varyete de pwoteyin? Sa a se ki fè posib pa rekonbinezon ak mitasyon staturoponderal. Men, li te kapab fè yon rezilta nan moun yo te fè chanjman ki fèt nan estrikti a ADN.

chanjman RNA

Gene Ekspresyon - se pwosesis la pa ki jwe yon wòl enpòtan asid ribonukleik. Si nou konsidere mRNA a se nesesè yo sonje ke apre estrikti nan transcription prensipal ka varye. Sekans an nan nucleotides nan jèn yo nan menm bagay la. Men, nan tisi diferan mRNA ka parèt sibstitisyon, parusyon, oswa tou senpleman pèdi ap fèt marye. Kòm yon egzanp soti nan nati a ka mennen apoprotein B, pwodwi nan selil ki nan trip la ti ak fwa. Ki sa ki koreksyon yon diferans? Vèsyon an ki te pwodwi pa trip la, gen 2152 asid amine. Lè nou konsidere ke kontni an fwa vèsyon gen anpil 4563 balans! Ak nan malgre nan diferans sa a, nou gen egzakteman apoprotein B.

Chanjman nan estabilite mRNA

Nou te prèske vini nan konklizyon an ke li te posib yo fè nan pwoteyin ak polipèptid. Men, kite a figi l 'ankò gade nan ki jan ka fiks estabilite mRNA. Pou fè sa, okòmansman li dwe kite nwayo a epi pou yo jwenn soti nan sitoplas la. Sa a se akonpli nan porositë yo ki deja egziste. Yon gwo kantite mRNA tonbe damou pa nukleaz. Moun ki chape anba sò sa a, òganize konplèks ak pwoteyin. Lavi nan ekaryotik mRNA varye sou nan yon pakèt domèn (jiska plizyè jou). Si estabilize mRNA, lè sa a nan yon pousantaj fiks ka obsève ke nimewo a ogmante nan fèk fòme pwodwi pwoteyin. jèn nivo ekspresyon nan ka sa a pa chanje, men, pi enpòtan, kò a pral opere ak pi gwo efikasite. Lè l sèvi avèk teknik byoloji molekilè, ka pwodwi final la dwe kode, ki pral gen yon lavi enpòtan. Se konsa, pou egzanp, posib yo kreye yon β-globin fonksyone sou dis èdtan (sa a se anpil pou li).

pwosesis vitès

Sa se konsidere kòm an jeneral sistèm jèn ekspresyon. Koulye a, li rete sèlman yon sipleman enfòmasyon ki disponib, konesans a nan ki jan vit pwosesis yo, osi byen osi lontan-te viv pwoteyin. Se pou nou di ke kontwòl nan ekspresyon jèn ap kenbe. Li ta dwe remake ke efè a sou pousantaj pa konsidere metòd la prensipal nan règleman divèsite ak kantite nan pwodwi pwoteyin. Malgre ke chanjman li yo nan lòd yo reyalize objektif sa a toujou itilize. Kòm yon egzanp sentèz la nan yon pwodwi pwoteyin nan reticulocytes. Ematopoyetik diferansyasyon selilè sou nivo a prive de nwayo (yo e pakonsekan ADN nan). nivo yo nan jèn règleman ekspresyon an jeneral yo bati tou depann de kèk kalite posiblite koneksyon sou aktivman enfliyanse pwosesis yo kontini.

Dire a nan

Lè yo bay yon pwoteyin sentèz, tan an pandan ki li ap viv depann sou proteaz la. Gen pa ka rele yo egzakteman ke posib, paske nan ka sa a chenn nan yon kèk èdtan nan yon koup nan ane. vitès proteoliz varye lajman, depann sou sa ki selilè li ye. Anzim ki ka stimuler pwosesis yo gen tandans byen vit "itilize." Poutèt sa, yo tou kreye pa kò a nan gwo kantite. Epitou sou tout lavi a pwoteyin kapab enfliyanse eta a fizyolojik nan kò a. Epitou, si gen pwodwi a ki defektye te kreye, li pral byen vit elimine sistèm lan pwoteksyon. Se konsa, nou ka di ke konfyans bagay la sèlman nou ka di - sa a se pou tout lavi nan estanda jwenn nan laboratwa a.

konklizyon

Zòn sa a se yon bagay ki pwomèt. Pou egzanp, ekspresyon ki nan jèn etranje ka ede geri maladi éréditèr, ak elimine mitasyon negatif. Malgre prezans ki fè moun konnen vaste sou sijè a, nou ka di ke konfyans limanite se toujou sèlman nan konmansman an anpil. jeni jenetik sèlman dènyèman te aprann asiyen pati pyès sa yo nesesè nan nucleotides. 20 ane de sa te gen youn nan evènman ki pi gwo nan syans sa a - te kreye Dolly bann mouton li a. Koulye a, rechèch se ke yo te fèt sou anbriyon moun. Nou ka di avèk konfyans ke nou se yo lonje sou papòt la nan tan kap vini an, kote pa gen okenn maladi ak fizyolojik detrès. Men, anvan nou jwenn tèt nou a, ou dwe trè bon pou travay pou benefis nan pwosperite.