Gene shprehje - çfarë është ajo? përkufizimi

Çfarë është shprehja e gjeneve? Cili është roli i saj? Si e bën mekanizmin e gjen shprehje? Cilat janë perspektivat ajo hap para nesh? Si është rregullimi i gjen shprehje në eukariotet dhe prokariotë? Këtu është një listë e shkurtër e pyetjeve që do të trajtohen në këtë artikull.

informacione të përgjithshme

Gene Shprehje - është transferimi emri procesi i informacionit gjenetik nga ADN nëpërmjet ARN të proteinave dhe polipeptide. Le të bëjë një kuptim të vogël devijim. Cilat janë gjene? Ky polimere lineare ADN që janë të lidhura me anë të një zinxhiri të gjatë. Perdorimi i proteinës ata formojnë chromatin kromozom. Nëse ne flasim për një person, atëherë ne kemi dyzet e gjashtë. Ata janë të vendosur rreth 50 000-10 000 gjeneve dhe 3.1 miliardë çifte bazë. Si janë të udhëzuar këtu? Gjatësia e seksioneve për të cilat po punohet, është treguar në mijëra dhe miliona nukleotide. Një kromozom përmban rreth 2000-5000 gjene. Në një drejtim disi të ndryshme - rreth 130 milionë çifte bazë. Por kjo është vetëm një vlerësim shumë të përafërt, e cila është pak a shumë e vërtetë për sekuenca të mëdha. Nëse ju punoni në distanca të shkurtra, raporti do të shkelet. Gjithashtu në këtë kat mund të ndikojnë në trup, në të cilën puna është kryer materiale.

Rreth gjeneve

Ata kanë gjatësinë më të larmishme. Këtu, për shembull, globin - është 1500 nukleotide. Një dystrophin - për sa më shumë 2 milion! Elementet e tyre CIS rregullatore mund të fshihet nga gjenit për një distancë të konsiderueshme. Kështu në globin ata janë në një distancë prej 50 dhe 30 nukleotide në tysyach 5'dhe 3'-drejtim, respektivisht. Prania e një organizate të tillë komplikon në mënyrë të konsiderueshme përkufizimin tonë të kufijve mes tyre. Gjithashtu, gjenet të përmbajë një sasi të konsiderueshme të vysokopovtoryayuschihsya sekuenca përgjegjësitë funksionale të cilat ne nuk e kemi kuptuar ende.

Për të kuptuar strukturën e tyre mund të imagjinohet se 46 kromozome janë vëllime të veçanta, në të cilën është ruajtur informacioni. Ato janë grupuar në 23 çifte. Një nga dy elementeve është trashëguar nga një prind. "Text", e cila është në "vëllime" në mënyrë të përsëritur "ri-lexohet" mijëra breza, i cili sjell në një shumë e gabimeve dhe ndryshimeve (të quajtura mutacionet). Dhe ata janë trashëguar të gjithë nga pasardhësit. Tani nuk ka informata të mjaftueshme teorike të fillojnë të merren me faktin se një shprehje gjen manifeston. Ky fakt është tema kryesore e këtij neni.

Teoria e operon

Ajo është e bazuar në studimet gjenetike, β-galactosidase induksion, të cilat kanë marrë pjesë në copëtim hidrolitik të laktozës. Ajo është formuluar nga Jacques Monodit dhe fransua Zhakobom. Kjo teori shpjegon mekanizmin për kontrollin sintezën e proteinave në prokariotë. Gjithashtu luajnë një rol të rëndësishëm dhe transkriptimin. Teoria është se gjenet janë proteina që janë funksionalisht të lidhura ngushtë me proceset metabolike, janë të grupuara së bashku shpesh. Ata krijojnë njësitë strukturore të quajtura operoneve. Rëndësia e tyre është se të gjitha gjenet që janë pjesë e saj, e shprehur në unison. Me fjalë të tjera, ato mund të jenë transkriptuar, ose asnjë prej tyre nuk mund të jetë "lexohet". Në raste të tilla, operon është aktiv apo pasiv. Niveli shprehje gjen mund të ndryshohet vetëm nëse ekziston një grup i elementeve individuale.

Induksioni i sintezës së proteinës

Le të imagjinojmë se ne kemi një qelizë e cila në rritjen e saj si një burim i përdorimit karbonit glukozës. Në qoftë se ajo është ndryshuar për lactose disakarid, në pak minuta ju mund të jetë i sigurt se ajo ka përshtatur kushteve që kanë ndryshuar. Se ka një shpjegim: qeliza mund të veprojë si burimet e rritjes, por njëri prej tyre është më i përshtatshëm. Prandaj, ekziston një "pamje" për një fabricable përbërë kimike. Por në qoftë se ajo është e humbur dhe zëvendësuar me duket e laktozës, ARN polimeraza përgjegjës aktivizohet dhe fillon të ushtrojë ndikimin e saj në prodhimin e proteinave të dëshiruar. Kjo është më shumë një teori, por tani le të flasim rreth asaj se si ndodh shprehja aktuale gjen. Kjo është shumë emocionuese.

Organizimi i chromatin

Materiali i këtij paragrafi është një model i qelizave diferencuara të një organizmi shumëqelizor. Bërthamat chromatin bërë pirg në mënyrë që vetëm një transkriptim i vogël i gjenomit është në dispozicion (rreth 1%). Por, pavarësisht nga kjo, në sajë për telefonat diversitetin dhe kompleksitetin e proceseve që ndodhin në to ne mund të ndikojnë ato. Në këtë moment, për personin që është në dispozicion për një ndikim të tillë mbi organizimin e chromatin:

1. Ndryshimin numrin e gjeneve strukturore.
2. Efikase kopjoj pjesë të ndryshme të kodit.
3. Rindërtuar gjenet ne kromozomet.
4. Të bëjë ndryshime dhe zinxhirët sintetizuar polipeptid.

Megjithatë, shprehja efikas i synuar gjenit arrihet përmes teknologjisë të rreptë për bashkim. Pa marrë parasysh se çfarë është duke u punuar, edhe në qoftë se eksperimenti shkon në një virus të vogël. Gjëja kryesore - është që të rrinë në planin e hartuar nga ndërhyrja.

Ndryshimin numrin e gjeneve

Si mund të zbatohet kjo? Le të imagjinojmë se ne jemi të interesuar në fuqi në gjen shprehje. Si një prototip morëm Eukaryote materiale. Ai ka plasticitet të lartë, ne mund pra të bëjë ndryshimet e mëposhtme:

1. Për të rritur numrin e gjeneve. Ajo është përdorur në rastet kur është e nevojshme që trupi ka rritur sintezën e një produkt të veçantë. Në një gjendje të tillë janë të përforcohet shumë elemente të dobishme të gjenomit njerëzor (p.sh., ARNr, tRNA, histonet, dhe kështu me radhë). Vende të tilla mund të ketë tandem brenda kromozomet, dhe madje edhe të shkojnë përtej tyre në vlerë prej 100 mijë deri në 1 milion qifte bazash. Le të shikojmë në një aplikim praktik. Interes për ne është metallothionein gjen. produkt i saj proteina mund të lidhet metale të rënda si zink, kadmiumi, merkuri dhe bakrit dhe, respektivisht, për të mbrojtur trupin nga helmimi tyre. aktivizimi i saj mund të jenë të dobishme për njerëzit që punojnë në kushte të pasigurta. Nëse një person ka një përqendrim të rritur të metaleve të rënda u përmend më parë, aktivizimi gjen ndodh ngadalë automatikisht.
2. Ulja e numrit të gjeneve. Ajo është përdorur rrallë metodën e rregullimit. Por edhe këtu ka shembuj. Një nga më të famshme - kjo është qelizat e kuqe të gjakut. Kur piqen, thelbi bie dhe bartës humbet gjenomin e tij. Një proces i tillë i pjekurisë dhe limfociteve testuar dhe qelizat plazma, klone të ndryshme të cilat janë të sintetizuara sekretuar format e imunoglobulinave.

gjen rregullim

Gjithashtu e rëndësishme është mundësia e lëvizjes dhe të kombinuar materialin me të cilin ajo është e aftë të transkriptimit dhe replikimin. Ky proces quhet rekombinimit gjenetik. Me çfarë mekanizma kjo është e mundur? Le të konsiderojmë përgjigje për këtë pyetje në shembullin antitrupave. Ato janë krijuar nga B-limfocitet, të cilat i përkasin një lloj të një klon të veçantë. Dhe në rastet e kontakt me trupin e antigjenit te cilin antitrupi eshte komplementare me vend aktive e ngjitjes ndodh me shtim të mëvonshëm të qelizave. Pse është ajo që trupi i njeriut ka aftësinë për të krijuar një shumëllojshmëri të proteinave? Kjo është bërë e mundur nga rekombinimit dhe mutacionet somatike. Por ajo mund të jetë një rezultat i ndryshimeve të bëra nga njeriu në strukturën e ADN-së.

ndryshimi RNA

Gene Shprehje - është proces me të cilin luan një të rëndësishëm acidi ribonukleik rol. Nëse ne e konsiderojmë ARNi është e nevojshme të theksohet se pas struktura transkriptimin primar mund të ndryshojnë. Sekuenca e nukleotideve në genet e njëjtë. Por në inde të ndryshme ARNi mund të duket zëvendësime, insertions, ose thjesht humbje do të ndodhë çifte. Si një shembull nga natyra mund të çojë apoprotein B, të gjeneruara në qelizat e zorrëve të vogla dhe të mëlçisë. Çfarë është redaktimi një ndryshim? Versioni prodhuar nga zorrëve, ka 2152 aminoacide. Ndërsa përmbajtjes mëlçisë version krenohet 4563 balancat! Dhe në dritën e kësaj diference, ne kemi pikërisht apoprotein B.

Ndryshimet në stabilitetin ARNi

Ne kemi ardhur pothuajse në përfundim se ishte e mundur për të bërë në proteina dhe polipeptide. Por le të përballen me atë ende shikoni në stabilitetin si mund të fikse ARNi. Për ta bërë këtë, fillimisht ai duhet të largohet nga bërthama dhe për të marrë jashtë citoplazmë. Kjo është arritur nëpërmjet poret ekzistuese. Një numër i madh mARN çahet nga nukleazat. Ata që kanë shpëtuar këtë fat, organizojnë komplekset me proteinat. Lifetime e ARNi eukariotike ndryshon mbi një gamë të gjerë (deri në disa ditë). Nëse stabilizohet ARNi, pastaj në një normë fikse mund të vërehet se rritja e numrit të sapo formuar produktit proteinave. gjen Niveli shprehje në këtë rast nuk do të ndryshojë, por, më e rëndësishmja, trupi do të veprojë me efikasitet më të madh. Përdorimi i teknikave të biologjisë molekulare, produkti përfundimtar mund të koduar, i cili do të ketë një jetë të rëndësishëm. Kështu, për shembull, është e mundur për të krijuar një ß-globin funksionon rreth dhjetë orë (kjo është shumë e shumë për të).

shpejtësia e procesit të

Që është konsideruar në sistemin e përgjithshëm gjen shprehje. Tani mbetet vetëm për të plotësuar informacionin në dispozicion, njohja e sa shpejt proceseve, si dhe proteina të gjatë-jetuar. Le të thonë se kontrolli i gjen shprehje do të mbajë. Duhet të theksohet se efekti mbi normë nuk është konsideruar metoda primare e diversitetit rregullimit dhe sasinë e produktit proteinave. Edhe pse ndryshimi i tij në mënyrë që të arritur këtë qëllim është përdorur ende. Si një shembull sintezë e një produkti proteinave në retikulocitet. diferencimi hematopoietik qelizave në nivel të hiqet e bërthamës (dhe kështu DNA). Nivelet e rregullimit gjen shprehje në përgjithësi janë ndërtuar në varësi të një lloj të mundësive të lidhjes për të ndikuar aktivisht proceset e vazhdueshme.

Kohëzgjatja e

Kur një proteinë sintetizohet, koha gjatë së cilës ai do të jetojë varet nga proteazës. Nuk mund të quhet saktësisht të jetë e mundur, sepse në këtë rast shkon nga disa orë në disa vjet. Shpejtësia proteolysis ndryshon gjerësisht, në varësi të asaj qelizë është. Enzimat që mund të përshpejtojnë proceset priren të shpejt "i përdorur." Për shkak të kësaj, ata janë krijuar edhe nga trupi në sasi të mëdha. Gjithashtu në jetën e proteinave mund të ndikojnë në gjendjen fiziologjike të trupit. Gjithashtu, në qoftë se produkti i dëmtuar është krijuar, ajo do të eliminohen shpejt sistemin mbrojtës. Kështu, ne mund të themi me besim se e vetmja gjë që mund të them - kjo është jetës standarde marrë në laborator.

përfundim

Kjo zonë është shumë premtues. Për shembull, shprehja e gjeneve të huaja mund të ndihmojë për të kuruar sëmundje të trashëgueshme, dhe për të eleminuar mutacion negative. Pavarësisht nga prania e njohurive të gjerë mbi këtë temë, ne besim mund të themi se njerëzimi është ende vetëm në fillim. inxhinieri gjenetike vetëm kohët e fundit mësuar të ndajë pjesët e nevojshme të nukleotide. 20 vjet më parë ishte një nga ngjarjet më të mëdha të kësaj shkence - u krijua Dolly delet. Tani, hulumtimi është duke u zhvilluar në embrioneve njerëzore. Ne mund të themi me besim se ne jemi në prag të së ardhmes, ku nuk ka sëmundje dhe vuajtje fiziologjik. Por, para se ne e gjejmë veten atje, ju duhet të jetë shumë e mirë për të punuar për të mirën e prosperitetit.