Gen ifodasi - bu nima? aniqlash

ifodasi nima genlar? uning vazifasi nimadan iborat? Qanday gen ifodasi mexanizmini qilsa? u bizdan oldin ochiladi istiqbollari qanday? ökaryotlarda va prokaryotlarda gen ifodasi tartibga solish qanday bo'ladi? Bu yerda, bu maqolada murojaat qilinadi savollarga qisqa ro'yxati.

umumiy ma'lumot

Gen Expression - oqsil va polipeptid RNK orqali DNK genetik axborot jarayoni nomi transfer bo'ladi. ning kichik mazkur tushuncha yarataylik. genlar nima? uzoq zanjirga ulangan Bu chiziqli DNK polimer. oqsil foydalanish, ular kromatin xromosomalarini hosil qiladi. Biz bir kishi haqida gapirish bo'lsa, biz qirq olti bor. Ular 50 000-10 000 genlar va 3,1 milliard tayanch juftlik haqida joylashgan. Qanday bu yerda boshqaryapti? ish amalga oshirilmoqda bo'lgan bo'limlardan uzunligi, nukleotidlarning minglab va millionlab ko'rsatilgan. Bir xromosoma haqida 2000-5000, genlarni o'z ichiga oladi. 130 million tayanch juftlik - bir oz boshqacha nuqtai nazaridan. Lekin, bu ko'proq yoki kamroq haq katta tartiblash uchun faqat juda qo'pol smeta hisoblanadi. Agar qisqa masofalarga ish bo'lsa, nisbati buzilgan bo'ladi. Bundan tashqari, bu qavatda ish moddiy amalga oshiriladi qaysi tana, ta'sir qilishi mumkin.

genlar haqida

Ular turli uzunligi bor. Bu erda, masalan, Globe - 1500 nükleotittir. A dystrophin - ko'p million 2 uchun! Ularning MDH normativ elementlar bir muhim masofaga gen dan o'chirilishi mumkin. Shunday qilib, globina ular, o'z navbatida, tysyach 50 va 30 nukleotidlarning 5'- va 3'-yo'nalishda masofada bo'ladi. Bunday tashkilotning mavjudligi sezilarli darajada ular o'rtasidagi chegaralarini bizning ta'riflarni qiyinlashtirmoqda. Shuningdek, genlar vysokopovtoryayuschihsya bir muhim miqdori, biz hali tushunib yo'q funktsional vazifalari majmuasini o'z ichiga olgan.

ularning tuzilishini tushunish uchun, bir 46 xromosoma axborot saqlanadi bo'lgan alohida hajmi, deb tasavvur qilish mumkin. Ular 23 juft guruhlangan. ikki elementlardan biri ota-ona meros qolgan. xatolar va o'zgarishlar (chaqirdi mutatsiyalar) bir poda olib "hajmi" qayta-qayta avlodlar minglab "qayta o'qish" bo'lgan "Matn". Va ularning hammasi Farzandlari meros qilinadi. Endi bir gen ifodasi namoyon Aslida bilan shug'ullanish uchun boshlash uchun etarli nazariy ma'lumot bor. Bu haqiqat bu maqolaning asosiy mavzusi hisoblanadi.

operonunu nazariyasi

Bu laktoza gidroliz bo'linish ishtirok genetik tadqiqotlar, β-galaktosidaz induksiyasi, asoslangan. Bu Jak Monod va Fransua Zhakobom tomonidan formuladan qilindi. Bu nazariya Prokaryotlarda oqsillar sintezini nazorat qilish uchun mexanizmi tushuntiradi. Ham muhim rol va transkripsiya o'ynaydi. nazariyasi genlar chiqa olmaydi yaqindan metabolik jarayonlar bilan bog'liq oqsillarni, deb hisoblanadi, tez-tez birga guruhlangan. Ular operons deb nomlangan tarkibiy birliklari yaratish. Ularning ahamiyati uning bir qismi bo'lgan barcha genlar, ovozdan bildirdi, deb. Boshqa so'zlar bilan aytganda, ular kopyalanabilen mumkin, yoki ulardan birontasi "o'qish" bo'lishi mumkin. Bunday hollarda, operonunu faol yoki passiv bo'ladi. gen ifodasi darajasi individual elementlar majmui bor faqat o'zgartirilishi mumkin.

oqsil sintezi induksion

Keling, uglerod foydalanish glyukoza manbai sifatida uning o'sishi bir hujayra bor, deb tasavvur qilaylik. Bu disaxarid laktoz uchun o'zgartirilgan bo'lsa, bir necha daqiqa ichida siz u o'zgargan sharoitga moslashtirilgan, deb xavfsiz bo'lishi mumkin. tushuntirish bor, deb: hujayra o'sishi ikkala manbalarini faoliyat mumkin, lekin ulardan biri ko'proq mos keladi. Shuning uchun, bir kimyoviy Murakkab fabricable uchun "ko'rish" bor. u yo'qolib paydo laktoz o'rniga bo'lsa, mas'ul RNK polimeraza faollashtirilgan va istalgan oqsil ishlab chiqarish bo'yicha o'z ta'sirini o'tkazishga boshlanadi bo'ladi. Bu nazariya ko'proq, lekin endi uning haqiqiy gen ifodasi sodir qanday haqida gaplashaylik. Bu juda qiziqarli bo'ladi.

kromatininin tashkiloti

Ushbu bandning moddiy bir ko'p hujayrali organizm tabaqalashtirilgan hujayralari bir model hisoblanadi. yadrolari genom faqat kichik nusxa ko'chirish mumkin (taxminan 1%), deb shunday hasrat Kromatin. Lekin bu qaramay, rahmat, biz ularni ta'sir ko'rsatishi mumkin, ularga ro'y berayotgan jarayonlar xilma va murakkabligi hujayra. Ayni paytda, kishi uchun u kromatininin tashkil etish bo'yicha bunday ta'siri mavjud:

1. tuzilmaviy genlar sonini o'zgartirish.
2. Samarali kodi turli qismlarini ko'chirmoq.
3. Xromosomalarning genlar qayta yarating.
4. o'zgarishlar va sintez polipeptid zanjirlar hosil qiling.

Biroq, maqsad geni samarali ifoda qat'iy rioya texnologiyalar orqali erishiladi. Qat'i nazar, nima ish tajriba bir oz virus ketadi bo'lsa ham, amalga oshirilmoqda. Asosiy narsa - aralashuvi bilan tuzilgan reja tayoq bo'ladi.

genlar sonini o'zgartirish

Bu qanday amalga oshirish mumkin? AQSh Biz gen ifodasi kuchga manfaatdor ekanligini tasavvur qilaylik. a prototip sifatida, biz moddiy ökaryotta oldi. U, biz shuning uchun quyidagi o'zgarishlarni yuqori plastisite qilish mumkin bo'ldi:

1. genlar sonini oshirish uchun. Bu tana ma'lum bir mahsulot sintezini oshdi, deb zarur hollarda ishlatiladi. Bunday holatda inson genom ko'p foydali elementlar (masalan, r RNK, tRNA, Histon, va hokazo) büyütülmektedirler. Bunday saytlar xromosomalar doirasida tandem bo'lishi, va hatto 1 million tayanch juftlik 100 ming miqdorida ularning orqasida borish mumkin. ning amaliy qo'llash qaraylik. bizga qiziqish metalotiyonein gen bo'ladi. Uning oqsil mahsulot ularni zaharlanish tanani himoya qilish uchun, o'z navbatida, rux, kadmiy, simob va mis kabi og'ir metallar bog'lab mumkin. Uning faollashtirish xavfli sharoitda ishlashga odamlar uchun foydali bo'lishi mumkin. Bir kishi og'ir metallar kontsentratsiyasi ortib ilgari bor zikr qilingan bo'lsa, gen faollashtirish sekin avtomatik ravishda sodir bo'ladi.
2. genlar sonini kamaytiring. Bu kamdan-kam hollarda tartibga solish usuli ishlatiladi. Lekin bu yerda ham misollar bor. Eng mashhur biri - bu qizil qon hujayralari bo'ladi. Ular etuk bo'lsa, asosiy bitmas va tashuvchisi uning genom yo'qotadi. kamolotga va sinovdan limfotsitlar va plazma hujayralarining Bunday jarayon, sintez qilindi, turli klonlar immünoglobülinleri shakllarini salgılanır.

gen qayta tashkillashtirish

Ham muhim harakat va transkripsiyonu va ko'payish qobiliyatiga ega bo'lgan moddiy birlashtirish imkoniyati hisoblanadi. Bu jarayon genetik rekombinatsiya deyiladi. nima mexanizmlari bilan mumkin? ning Antikor misolida bu savolga javob ko'rib chiqaylik. Ular ma'lum bir klon ayrim turdagi tegishli B-limfotsitlar tomonidan yaratilgan. qaysi ilova faol sayt hujayralari keyingi tarqatmaslik bilan sodir bo'lgan va Antigen tanasi bilan aloqa taqdirda Antikor to'ldiruvchi hisoblanadi. Nima uchun u inson tanasi oqsillar turli xil yaratish qobiliyatiga ega, deb? Bu rekombinasyon va bilan mumkin bo'ladi , badandagi Mutatsiyalar. Lekin bu DNK tarkibida yasama o'zgarishlar natijasida bo'lishi mumkin.

o'zgartirish RNK

Gen Expression - muhim rol ribonuklein kislota o'ynaydi jarayoni hisoblanadi. Biz ko'rib Agar mRNA nusxa ko'chirish birlamchi tuzilishi turli xil bo'lishi mumkin keyin shuni qayd etish zarur. Shu genlarida nukleotidlarning ketma-ketligi. Lekin turli to'qimalarda mRNA o'zgartirish, qo'shimchalar paydo bo'lishi mumkin, yoki oddiygina zarar juftning sodir bo'ladi. ingichka ichak va jigar hujayralarida hosil apoprotein B, olib kelishi mumkin tabiat bir misol sifatida. Nima farq tahrir qilingan? ichak tomonidan ishlab chiqarilgan versiyasi, 2152 aminokislotalar bor. jigar mazmuni esa versiyasi 4563 tarozilar iftixor! Va bu farq qaramay, biz B apoprotein aniq bor

mRNA barqarorlik o'zgarishlar

Biz deyarli u oqsil va polipeptid qilish uchun mumkin edi, degan xulosaga keldim. Lekin u hali sobit bo'lishi mumkin, qanday qilib mRNA barqarorlik nazar duch qilaylik. Buning uchun, dastlab u yadro tark va sitoplazmada chiqish kerak. Bu mavjud gözeneklerinin amalga oshiriladi. mRNA'nın bir katta soni nucleases tomonidan bo'linadi. Bu taqdirini qochib o'sha, oqsillari bilan majmualari tashkil. Ökaryotik mRNA'sının umr keng ustida (bir necha kungacha) o'zgaradi. mRNA barqarorlashtirish bo'lsa, sobit soni oshishi yangi protein mahsulotni shakllangan, kuzatish mumkin. bu holatda gen ifodasi darajasi yanada muhimi, tana yanada samarali faoliyat qiladi, o'zgartirish, lekin emas. molekulyar biologiya metodlarni qo'llash, final mahsulot muhim umr ega bo'ladi, kodlangan mumkin. Shunday qilib, masalan, iloji (bu uning uchun juda ko'p), taxminan, o'n soat faoliyat β-Globe yaratish.

jarayon tezligi

Bu umumiy gen ifodasi tizimida hisoblanadi. Endi u mavjud ma'lumotlarni, qanday tez jarayonlarni bilim, shuningdek, uzoq-umr oqsillar to'ldirish uchun faqat qolmoqda. ning gen so'z deb nazorat o'tkazadi aytaylik. Bu stavka ta'siri tartibga solish xilma-xilligi va oqsil mahsulot miqdori asosiy usuli hisoblanadi emas ta'kidlash lozim. Garchi, bu maqsadga erishish uchun uning o'zgarishi hamon ishlatiladi. Misol sifatida reticulocytes bir oqsil mahsulot sintezi. (Va shu sababli DNK), yadro mahrum darajada hematopoietik hujayra farqlash. umuman gen ifoda tartibga solish darajasi faol davom etayotgan jarayonlari ta'sir ulanish imkoniyatlari ayrim turiga qarab qurilgan.

davomiyligi

bir oqsil sintez bo'lsa, u yashaydi davomida vaqti proteazdır bog'liq. Bu holatda bir necha yil uchun bir necha soat intervallarni, chunki, aynan imkon bor, deb atash mumkin emas. proteolizistir tezligi, uning qanday hujayra qarab, keng o'zgaradi. jarayonlari katalize mumkin fermenti tez "ishlatiladi." moyil Shu sababli, ular ham katta miqdorda tana tomonidan yaratilgan. Shuningdek, protein hayoti haqida tanasining fiziologik holatini ta'sir qilishi mumkin. buzuq mahsulot yaratildi qilgan bo'lsa, u tez himoya tizimini bartaraf qilinadi. Bu laboratoriyada olingan standart umr bo'yi - Shunday qilib, biz ishonch bilan, biz aytib mumkin bo'lgan yagona narsa, deb aytish mumkin.

xulosa

Bu maydoni juda istiqbolli hisoblanadi. Misol uchun, chet el genlar ifodasi irsiy kasalliklarni davolash uchun yordam, va salbiy mutatsion bartaraf mumkin. mavzuda keng bilim borligiga qaramay, biz ishonch bilan, insoniyat faqat juda boshida hali, deb aytish mumkin. Genetik muhandislik yaqindagina nukleotidlarning zarur qismlardan ajratish o'rgandim. 20 yil oldin bu fan eng katta voqealardan biri edi - oson qo'y yaratilgan. Endi, tadqiqot Inson embrionining ustida olib borilmoqda. Biz hech kasalliklar va fiziologik ta'sirlanishni bor kelajak ostonasida, bor ishonch bilan aytish mumkin. Biz u erda o'zimizni topish oldin, siz farovonlik manfaati uchun mehnat qilish juda ham yaxshi bo'lishi kerak.