Геннің экспрессиясы

Геннің экспрессиясы - бұл геннің тұқым қуалайтын ақпараты ( ДНҚ нуклеотидтер тізбегі) функционалды өнімге - РНҚ немесе ақуызға айналатын процесс. Ген экспрессиясының кейбір кезеңдерін реттеуге болады: бұл транскрипция, трансляция, РНҚ сплайсингі және белоктардың трансляциядан кейінгі модификациясы кезеңі. Қысқа қос тізбекті РНҚ арқылы геннің экспрессиясын белсендіру процесі РНҚ белсендіруі деп аталады.

Біріншіден, 4 таңбалы ДНҚ алфавитінің (A,T,G,C) гені транскрипция процесі арқылы 4 таңбалы РНҚ алфавитіне (A,U,G,C) транскрипцияланады, ал РНҚ-дан транскрипциялануы мүмкін. синтезделген ақуыздың аминқышқылдарының 20 таңбалы алфавитіне көшіру процесі.

Гендердің экспрессиясын реттеу жасушаларға өздерінің құрылымы мен қызметін басқаруға мүмкіндік береді және жасуша дифференциациясының, морфогенезінің және бейімделуінің негізі болып табылады. Ген экспрессиясы эволюциялық өзгерістердің субстраты болып табылады, өйткені бір геннің экспрессия уақытын, орналасуын және мөлшерін бақылау бүкіл ағзадағы басқа гендердің қызметіне әсер етуі мүмкін.

Транскрипция және трансляция

РНҚ-полимераза II ферментінің көмегімен ДНҚ - ның РНҚ -ға транскрипциясы.

Прокариоттар мен эукариоттарда гендер ДНҚ нуклеотидтерінің тізбегі болып табылады. Транскрипция ДНҚ шаблонында жүреді – комплементарлы РНҚ синтезі. Әрі қарай трансляция мРНҚ матрицасында жүреді - ақуыздар синтезделеді. Хабаршы емес РНҚ-ны (мысалы, rRNA, tRNA, шағын РНҚ ) кодтайтын гендер бар, олар экспрессияланады ( транскрипцияланады ), бірақ белоктарға аударылмайды.

Транскрипциядан кейінгі реттеу

МикроРНҚ қысқа (18-25 нуклеотид ) бір тізбекті РНҚ тізбегі болып табылады, олар ген экспрессиясының басылуын тудырады. МикроРНҚ олардың мақсатты - хабаршы РНҚ - комплементарлылық принципі бойынша байланысады. Бұл протеин синтезінің басылуын немесе хабаршы РНҚ деградациясын тудырады.

МикроРНҚ -лар мақсатқа қосымша азотты негіздердің көп немесе аз үлесіне байланысты үлкен немесе азырақ ерекшелікке ие болуы мүмкін. Төмен ерекшелік мүмкіндік береді бір микроРНК репрессировать экспрессия жүздеген түрлі гендердің .

Геннің экспрессиясын анықтау

Қазіргі уақытта ген экспрессиясын анықтаудың негізгі әдістері поли-А құйрығы ( мРНҚ ) бар РНҚ секвенирлеуі, сондай-ақ экспрессиялық ДНҚ микромассивтерін пайдалану болып табылады. РНҚ секвенирлеуі келесі ұрпақты секвенирлеу әдістерін жетілдіруге байланысты барған сайын кең таралған. РНҚ секвенциясы геномдағы әрбір белокты кодтайтын геннің экспрессия деңгейін анықтауға ғана емес, сонымен қатар альтернативті сплайсинг нәтижесінде пайда болатын мРНҚ нұсқаларын ажыратуға мүмкіндік береді.

Күрделі ген экспрессиясы

Онтогенездегі гендердің күрделі экспрессиясының мысалы-адамдарда гемоглобин синтезін гендік бақылау. Гемоглобин молекуласы 4 бөліктен тұрады: екі бірдей альфа тізбегі және екі бірдей бета тізбегі. Қалыпты ересек адамның гемоглобині (НвА) адам эмбрионының гемоглобинінен (эмбриональды гемоглобин, Нвф) ерекшеленеді. Олардың арасындағы айырмашылықтар бета тізбегіне қатысты. Ұрықтың гемоглобинінде ол полипептидті гамма тізбегіне ауыстырылады. Соңында, ересектердің қанында аз мөлшерде 2 кездеседі, онда бета тізбегі сигма тізбегіне ауыстырылады. Адамның қалыпты гемоглобиндерінің барлық 3 түрі (НвА НвА 2 Нв) жеке локустармен басқарылады. АА локусы альфа тізбектерінің қалыптасуын анықтайды.Ол барлық көрсетілген гемоглобиннің альфа тізбектерінің болуын қамтамасыз ете отырып, өмір бойы тиімді.

Моноаллельді ген экспрессиясы

Эукариоттардағы моноаллельді экспрессия келесі белгілермен сипатталады:

• мөлшерлеуді компенсациялау механизміне байланысты әйел жасушаларындағы Х-хромосома гендеріне;
• басылған гендер үшін;
• Қазіргі уақытта эукариоттық гендердің шамамен 5-10% жасушаларда моноаллельді түрде экспрессияланатыны белгілі, бұл гендердің ішінде беткі жасуша ақуыздарын кодтайтын гендер, атап айтқанда, иммуноглобулиндерді, Т-жасушаларын және иіс сезу рецепторларын кодтайтын гендер жиі байқалады. . Бұл құбылыс аллельді алып тастау деп те аталады. Экспрессияланатын аллельді таңдау дамудың ерте кезеңінде жүреді және бұл таңдау кездейсоқ жасалады, нәтижесінде дене жасушаларының жартысына жуығы аталық аллельді, ал жасушалардың екінші жартысы аналық аллельді экспрессиялайды. Кейде геннің тінге тән моноаллельді экспрессиясы байқалады, басқа тіндерде мұндай ген биаллельді түрде экспрессиялануы мүмкін. Аутосомды гендердің кездейсоқ моноаллельді экспрессиясы геннің цис-регуляциялық тізбектеріндегі полиморфизмге байланысты геннің әртүрлі аллельдері әртүрлі деңгейде экспрессияланатын жағдайларды қамтымайды .

См. сондай-ақ

• РНҚ секвенциясы
• Репрессор

Әдебиет

• Мертвецов Н. П. Гормональная регуляция экспрессии генов / Отв. ред. В. И. Кулинский; АН СССР, Сибирское отд-ние, Институт цитологии и генетики. — М.: Наука, 1986. — 208 с.
• Георгиев Г. П. Гены высших организмов и их экспрессия / АН СССР. — М.: Наука, 1989. — 256 с. — (Академические чтения). — 18 000 экз. — ISBN 5-02-003968-3.
• Хоукинс Дж. Структура и экспрессия гена = Gene Structure and Expression / Джон Хоукинс; Пер. с англ. С. Б. Серебряного; Под ред. В. К. Кибирева. — Киев: Наукова думка, 1991. — 168 с. — 1000 экз. — ISBN 5-12-001816-5.
• Патрушев Л. И. Экспрессия генов / Институт биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. — М.: Наука, 2000. — 528 с. — ISBN 5-02-001890-2.
• Бекиш О.-Я. Л. Медицинская биология. — Минск: Ураджай, 2000. — 518 с.