Mynegiant genynnau - beth sy'n bod? Mae'r diffiniad

Beth yw mynegiant genynnau? Beth yw ei rôl? Sut y mecanwaith o mynegiant genynnau? Beth yw'r rhagolygon yn agor ger ein bron? Sut mae rheoleiddio mynegiant genynnau mewn ewcaryotau ac procaryotau? Dyma restr fer o gwestiynau a fydd yn cael sylw yn yr erthygl hon.

gwybodaeth gyffredinol

Mynegiant Genynnau - yw enw'r broses o drosglwyddo gwybodaeth enetig o DNA drwy RNA i broteinau a polypeptidau. Gadewch i ni wneud dealltwriaeth digression bach. Beth yw genynnau? Mae hyn yn polymerau DNA llinellol sy'n cael eu cysylltu gan gadwyn hir. Defnydd o'r protein maent yn ffurfio cromosomau cromatin. Os byddwn yn siarad am rywun, yna rydym wedi pedwar deg chwech. Maent yn cael eu lleoli tua 50 000-10 000 genynnau a 3.1 biliwn o parau o fasau. Sut yn cael eu harwain yma? Mae hyd y rhannau y mae gwaith yn cael ei wneud, yn cael ei nodi yn y miloedd a miliynau o niwcleotidau. Mae un cromosom yn cynnwys tua 2000-5000 genynnau. Mewn ychydig yn wahanol dermau - tua 130 miliwn parau o fasau. Ond dim ond amcangyfrif bras iawn, sy'n fwy neu lai yn wir ar gyfer dilyniannau mawr. Os ydych yn gweithio dros bellteroedd byr, bydd y gymhareb yn cael ei sathru. Hefyd ar y llawr hwn yn gallu effeithio ar y corff, y mae'r gwaith yn cael ei wneud deunydd.

Ynglŷn â genynnau

Mae ganddynt hyd mwyaf amrywiol. Yma, er enghraifft, globin - yn 1500 niwcleotidau. Mae dystrophin - am gymaint â 2 filiwn! Gall eu elfennau rheoleiddio cis ei ddileu o'r genyn am bellter sylweddol. Felly, yn globin maent ar bellter o 50 a 30 niwcleotidau mewn tysyach 5'- a 3'-gyfeiriad, yn y drefn honno. Mae presenoldeb sefydliad o'r fath yn cymhlethu sylweddol ein diffiniad o'r ffiniau rhyngddynt. Hefyd, mae'r genynnau yn cynnwys cryn dipyn o vysokopovtoryayuschihsya dilyniannau gyfrifoldebau swyddogaethol nad ydym wedi deall eto.

I ddeall eu strwythur gall un ddychmygu bod 46 cromosom yn cyfrolau ar wahân, y mae gwybodaeth yn cael ei storio. Maent yn cael eu grwpio i 23 o barau. Mae un o'r ddwy elfen yn cael ei etifeddu gan riant. "Testun," sydd yn "cyfrolau" dro ar ôl tro "ail-ddarllen" miloedd o genedlaethau, sy'n dod mewn llawer o gamgymeriadau a newidiadau (a elwir treigladau). Ac maent i gyd a etifeddwyd gan y epil. Nawr mae digon o wybodaeth ddamcaniaethol i ddechrau i ddelio â'r ffaith bod mynegiant genynnau amlygu. Mae'r ffaith hon yw prif bwnc yr erthygl hon.

Mae damcaniaeth Operon

Mae'n seiliedig ar astudiaethau genetig, cynefino β-galactosidase, a oedd yn cymryd rhan yn y holltiad hydrolytic o lactos. Cafodd ei llunio gan Jacques Monod a Fransua Zhakobom. Mae'r ddamcaniaeth hon yn egluro'r mecanwaith ar gyfer rheoli synthesis proteinau mewn procaryotau. Hefyd yn chwarae rhan bwysig a thrawsgrifio. Mae'r ddamcaniaeth yw bod y genynnau yn broteinau sy'n swyddogaethol yn perthyn yn agos i brosesau metabolig, yn aml grwpio gyda'i gilydd. Maent yn creu unedau strwythurol o'r enw operons. Eu pwysigrwydd yw bod yr holl enynnau sy'n rhan ohono, a fynegir yn unsain. Mewn geiriau eraill, gellir eu trawsgrifio, neu gall oes yr un ohonynt yn cael ei "ddarllen". Mewn achosion o'r fath, mae'r Operon yn weithredol neu'n oddefol. Gall lefel mynegiant genynnau yn cael ei newid dim ond os oes set o elfennau unigol.

Sefydlu o synthesis protein

Gadewch i ddychmygu bod gennym cell sydd yn ei thwf fel ffynhonnell o ddefnydd carbon glwcos. Os yw'n cael ei newid ar gyfer y lactos deusacarid, mewn ychydig funudau gallwch fod yn sicr ei fod wedi addasu i'r amodau sydd wedi newid. Bod yna esboniad: gall y gell yn gweithredu ddwy ffynhonnell o dwf, ond mae un ohonynt yn fwy addas. Felly, mae "golwg" i fabricable cyfansoddyn cemegol. Ond os yw'n cael ei cholli ac yn disodli gan y lactos ymddangos, mae'r polymeras RNA cyfrifol ei actifadu ac yn dechrau dylanwadu ar gynhyrchu protein a ddymunir. Mae'n fwy o theori, ond yn awr gadewch i ni siarad am sut mae'r mynegiant genynnau gwirioneddol yn digwydd. Mae hyn yn gyffrous iawn.

Mae trefniadaeth cromatin

Deunydd o'r paragraff hwn yn fodel o gelloedd gwahaniaethol o organeb amlgellog. Mae'r niwclysau cromatin pentyrru fel bod dim ond trawsgrifiad fach o'r genom ar gael (tua 1%). Ond er gwaethaf hyn, diolch i gell amrywiaeth a chymhlethdod y prosesau sy'n digwydd ynddynt, gallwn ddylanwadu arnynt. Ar hyn o bryd, ar gyfer y person mae ar gael i gymaint o effaith ar y sefydliad o cromatin:

1. Newid nifer o enynnau strwythurol.
2. Effeithlon drawsgrifio y gwahanol rannau o'r cod.
3. Ailadeiladu y genynnau yn y cromosomau.
4. Gwneud addasiadau a chadwyni polypeptid syntheseiddio.

Fodd bynnag, mae mynegiant effeithiol o'r genyn targed yn cael ei gyflawni drwy dechnoleg glynir yn gaeth. Ni waeth pa waith sy'n cael ei wneud, hyd yn oed os yr arbrawf yn mynd ymlaen ychydig firws. Y prif beth - yw i gadw at y cynllun a luniwyd gan yr ymyriad.

Newid y nifer o enynnau

Sut y gall hyn gael ei weithredu? Gadewch i ni ddychmygu bod gennym ddiddordeb yn yr effaith ar mynegiant genynnau. Fel prototeip rydym yn cymryd ewcaryotau materol. Mae wedi plastigrwydd uchel, gallwn felly yn gwneud y newidiadau canlynol:

1. Cynyddu nifer y genynnau. Mae'n cael ei ddefnyddio mewn achosion lle mae'n angenrheidiol bod y corff wedi cynyddu synthesis o gynnyrch penodol. Yn y fath gyflwr yn cael eu mwyhau llawer o elfennau defnyddiol o'r genom dynol (e.e. rRNA, tRNA, histones, ac yn y blaen). Gall safleoedd o'r fath gael tandem yn y cromosomau, a hyd yn oed yn mynd y tu hwnt iddynt yn y swm o 100.000-1,000,000 parau o fasau. Gadewch i ni edrych ar ddefnydd ymarferol. Ddiddordeb i ni yw y genyn metallothionein. Gall ei gynnyrch protein rhwymo metelau trwm fel sinc, cadmiwm, mercwri a chopr ac, yn y drefn honno, i amddiffyn y corff rhag eu gwenwyno. Gall ei actifadu fod yn ddefnyddiol i bobl sy'n gweithio mewn amodau anniogel. Os yw person mae mwy crynodiad o fetelau trwm a grybwyllwyd yn flaenorol, mae'r activation genyn yn digwydd yn araf yn awtomatig.
2. Lleihau nifer y genynnau. Anaml Mae'n cael ei ddefnyddio dull o reoleiddio. Ond yma hefyd mae enghreifftiau. Un o'r rhai mwyaf enwog - ei fod yn y celloedd coch y gwaed. Pan fyddant yn aeddfedu, dymchwel y craidd a'r cludwr yn colli ei genom. proses o'r fath o aeddfedrwydd a lymffocytau profi a chelloedd plasma, amrywiol clonau a syntheseiddio secretu ffurfiau o immunoglobulins.

ad-drefnu genyn

Hefyd yn bwysig yw'r posibilrwydd o symud a chyfuno y deunydd fod yn gallu trawsgrifio a dyblygu gyda hwy. Gelwir y broses hon ailgyfuno genetig. Trwy ba fecanweithiau mae'n bosibl? Gadewch i ni ystyried yr ateb i'r cwestiwn hwn ar yr enghraifft gwrthgorff. Maent yn cael eu creu gan B-lymffocytau, sy'n perthyn i ryw fath o clôn penodol. Ac mewn achos o gysylltiad â'r corff y antigen y mae'r gwrthgyrff yn gyflenwol gyda'r safle actif o ymlyniad yn digwydd gyda amlder dilynol o gelloedd. Pam bod y corff dynol y gallu i greu amrywiaeth o broteinau? Mae hyn yn bosib trwy ailgyfuniad a threigladau somatig. Ond gallai fod o ganlyniad i newidiadau a wnaed gan ddyn yn y strwythur DNA.

newid RNA

Mynegiant Genynnau - yw'r broses lle chwarae asid ribonucleic rôl arwyddocaol. Os byddwn yn ystyried y mRNA yn angenrheidiol i nodi bod ar ôl y gall y strwythur sylfaenol trawsgrifio amrywio. Mae'r dilyniant o niwcleotidau yn y genynnau o'r un peth. Ond yn wahanol meinweoedd Gall mRNA yn ymddangos dirprwyon, mewnosodiadau, neu yn syml y bydd colled yn digwydd gyplau. Fel enghraifft o'r natur arwain apoprotein B, a gynhyrchir yn y celloedd y coluddyn bach a'r iau. Yr hyn sy'n golygu gwahaniaeth? Mae gan y fersiwn a gynhyrchwyd gan y coluddyn, 2152 asidau amino. Er bod y cynnwys afu fersiwn ymffrostio 4563 balansau! Ac er gwaethaf y gwahaniaeth hwn, rydym wedi union apoprotein B.

Newidiadau mewn sefydlogrwydd mRNA

Rydym bron wedi dod i'r casgliad ei bod yn bosibl gwneud mewn proteinau a polypeptidau. Ond gadewch i ni ei wyneb eto yn edrych ar sefydlogrwydd mRNA sut y gellir fod yn sefydlog. I wneud hyn, yn y lle cyntaf, rhaid iddo adael y cnewyllyn a mynd allan o'r cytoplasm. Cyflawnir hyn drwy'r pores presennol. Mae nifer fawr o mRNA yn cael ei hollti gan nucleases. Mae'r rhai sy'n dianc dynged hon, trefnu cyfadeiladau gyda phroteinau. Oes o mRNA ewcaryotig amrywio dros ystod eang (hyd at sawl diwrnod). Os sefydlogi mRNA, yna ar gyfradd sefydlog gellir gweld bod y nifer cynyddol o newydd eu cynnyrch protein a ffurfiwyd. Nid yw lefel mynegiant genynnau yn yr achos hwn yn newid, ond, yn bwysicach, bydd y corff yn gweithredu gyda mwy o effeithlonrwydd. Gan ddefnyddio technegau bioleg foleciwlaidd, gall y cynnyrch terfynol yn cael ei godio, a fydd yn cael oes arwyddocaol. Felly, er enghraifft, yn bosibl i greu β-globin gweithredu'n tua deg awr (mae hyn yn fawr iawn am hynny).

cyflymder y broses

Mae hynny'n cael ei ystyried yn y system mynegiant genynnau gyffredinol. Nawr mae'n parhau i fod yn unig i ychwanegu at y wybodaeth sydd ar gael, y wybodaeth am ba mor gyflym y prosesau, yn ogystal â proteinau hirhoedlog. Dewch i ddweud y bydd rheoli mynegiant genynnau dal. Dylid nodi nad yw'r effaith ar y gyfradd yn cael ei ystyried y prif ddull o reoleiddio amrywiaeth a maint y cynnyrch protein. Er bod ei newid er mwyn cyrraedd y nod hwn yn cael ei ddefnyddio o hyd. Fel enghraifft y synthesis o gynnyrch protein mewn reticulocytes. gwahaniaethu cell hematopoietic ar lefel hamddifadu o niwclews (ac felly y DNA). Mae lefelau rheoleiddio mynegiant genynnau yn gyffredinol yn cael eu hadeiladu yn dibynnu ar ryw fath o bosibiliadau cysylltiad i fynd ati i ddylanwadu ar y prosesau parhaus.

Mae hyd y

Pan fydd protein yn syntheseiddio, yr amser pryd y bydd yn byw yn dibynnu ar y proteas. Ni all gael ei alw yn union ag y bo modd, oherwydd yn yr achos hwn yn amrywio o ychydig oriau i ychydig o flynyddoedd. cyflymder proteolysis amrywio'n fawr, yn dibynnu ar yr hyn y gell ydyw. Ensymau a all ysgogi prosesau yn tueddu i gyflym "a ddefnyddir." Oherwydd hyn, maent hefyd yn cael eu creu gan y corff mewn symiau mawr. Hefyd ar oes protein gall ddylanwadu ar y cyflwr ffisiolegol y corff. Hefyd, os yw'r cynnyrch diffygiol wedi cael ei greu, bydd yn cael ei ddileu o'r system amddiffynnol yn gyflym. Felly, gallwn ddweud yn hyderus mai'r unig beth y gallwn ei ddweud - mae hyn yn oes safonol a geir yn y labordy.

casgliad

Mae'r ardal hon yn addawol iawn. Er enghraifft, gall y mynegiant o enynnau tramor yn helpu i wella clefydau etifeddol, a chael gwared ar treiglo negyddol. Er gwaethaf presenoldeb wybodaeth helaeth ar y pwnc, gallwn ddweud yn hyderus bod y ddynoliaeth yn dal i fod yn unig ar y dechrau. peirianneg genetig dim ond yn ddiweddar wedi dysgu i ddyrannu'r rhannau angenrheidiol o niwcleotidau. 20 mlynedd yn ôl roedd un o'r digwyddiadau mwyaf o wyddoniaeth hwn - ei greu Dolly y ddafad. Yn awr, mae ymchwil yn cael ei gynnal ar embryonau dynol. Gallwn ddweud yn hyderus ein bod ar drothwy y dyfodol, lle nad oes unrhyw afiechydon a gofid ffisiolegol. Ond cyn i ni yn cael ein hunain yno, mae'n rhaid i chi fod yn dda iawn i weithio er lles ffyniant.