Määriteltävä käsite, asetus sellaisena kuin se koskee geenejä

solu toimiakseen kunnolla, tarvittavat proteiinit on syntetisoida oikeaan aikaan. Kaikki solut kontrolloivat tai säätelevät proteiinien synteesiä DNA: han koodatusta informaatiosta. Prosessia, jossa RNA: ta ja proteiinia tuottava geeni käynnistetään, kutsutaan geenin ilmentymäksi. Olipa kyseessä yksinkertainen yksisoluinen organismi tai monimutkainen monisoluinen organismi, kukin solu säätelee milloin ja miten sen geenit ilmaistaan., Jotta näin tapahtuisi, on oltava mekanismi hallita, kun geeni on ilmaistu, jotta RNA ja proteiini, kuinka paljon proteiinia on tehty, ja kun se on aika lopettaa tehdä, että proteiini, koska se ei enää tarvita.

geeniekspression säätely säästää energiaa ja avaruutta. Se vaatisi merkittävän määrän energiaa organismi ilmaista jokainen geeni kaikkina aikoina, joten se on energiatehokkaampi päälle geenit vain silloin, kun niitä tarvitaan., Lisäksi, vain ilmaista osajoukko geenien jokainen solu säästää tilaa, koska DNA: n on oltava purettiin sen tiukasti kietoutunut rakenne puhtaaksi ja kääntää DNA: ta. Solujen pitäisi olla valtavia, jos jokainen proteiini ilmentyisi joka solussa koko ajan.

geenin ekspression kontrolli on äärimmäisen monimutkainen. Toimintahäiriöt tässä prosessissa ovat haitallisia solulle ja voivat johtaa monien sairauksien, kuten syövän, kehittymiseen.,

Geenien

solu toimiakseen kunnolla, tarvittavat proteiinit on syntetisoida oikeaan aikaan. Kaikki solut kontrolloivat tai säätelevät proteiinien synteesiä DNA: han koodatusta informaatiosta. Prosessia, jossa RNA: ta ja proteiinia tuottava geeni käynnistetään, kutsutaan geenin ilmentymäksi., Olipa kyseessä yksinkertainen yksisoluinen organismi tai monimutkainen monisoluinen organismi, kukin solu säätelee milloin ja miten sen geenit ilmaistaan. Jotta näin tapahtuisi, on oltava mekanismi hallita, kun geeni on ilmaistu, jotta RNA ja proteiini, kuinka paljon proteiinia on tehty, ja kun se on aika lopettaa tehdä, että proteiini, koska se ei enää tarvita.

geeniekspression säätely säästää energiaa ja avaruutta., Se vaatisi merkittävän määrän energiaa organismi ilmaista jokainen geeni kaikkina aikoina, joten se on energiatehokkaampi päälle geenit vain silloin, kun niitä tarvitaan. Lisäksi, vain ilmaista osajoukko geenien jokainen solu säästää tilaa, koska DNA: n on oltava purettiin sen tiukasti kietoutunut rakenne puhtaaksi ja kääntää DNA: ta. Solujen pitäisi olla valtavia, jos jokainen proteiini ilmentyisi joka solussa koko ajan.

geenin ekspression kontrolli on äärimmäisen monimutkainen., Toimintahäiriöt tässä prosessissa ovat haitallisia solulle ja voivat johtaa monien sairauksien, kuten syövän, kehittymiseen.

Gene asetus tekee solujen eri

Gene asetus on, miten solu, joka ohjaa geenejä, ulos monet geenit sen genomin, ovat ”päällä” (ilmaistuna). Kiitos gene asetus, jokainen solu tyyppi elimistössä on eri joukko aktiivisia geenejä—huolimatta siitä, että lähes kaikki kehon solut sisältävät saman DNA: ta., Nämä erilaiset geenien ilmentymisen muodot aiheuttavat sen, että eri solutyypeillä on erilaisia proteiineja, mikä tekee jokaisesta solutyypistä ainutlaatuisen erikoistuneen tekemään työnsä.

esimerkiksi, yksi työpaikkojen maksa on poistaa myrkyllisiä aineita kuten alkoholia verenkiertoon. Tätä varten maksasolut ilmentävät alkoholidehydrogenaasi-nimisen entsyymin alayksiköitä (kappaleita) koodaavia geenejä. Tämä entsyymi pilkkoo alkoholin myrkyttömäksi molekyyliksi. Ihmisen aivojen hermosolut eivät poista myrkkyjä elimistöstä, joten ne pitävät nämä geenit tutkimattomina tai ”pois päältä”.,”Samoin maksan solut eivät lähetä signaaleja välittäjäaineiden avulla, joten ne pitävät välittäjäaineiden geenit pois päältä (Kuva 1).

Kuva 1. Eri soluilla on eri geenit ” päällä.”

On olemassa monia muita geenejä, jotka ilmentyvät eri tavoin eri maksan solujen ja neuronien (tai minkä tahansa kahden solun tyypit monisoluisen organismin, kuten itse).

miten solut ”päättävät” mitkä geenit käynnistyvät?

Nyt on hankala kysymys! Monet tekijät, jotka voivat vaikuttaa siihen, mitä geenejä solu ilmaisee., Eri solutyypit ilmentävät eri geenisarjoja, kuten edellä näimme. Kuitenkin, kaksi eri soluihin sama tyyppi voi myös olla eri geenien ilmentyminen malleja, riippuen niiden ympäristö-ja sisäisen tilan.

Yleisesti ottaen voidaan sanoa, että solun geenien ilmentyminen kuvio määräytyy tiedot sekä sisällä ja solun ulkopuolella.

• Esimerkkejä tietoja solun sisällä: proteiineja, se periytyy sen äiti solu, onko sen DNA on vaurioitunut, ja kuinka paljon ATP-se on.,
• Esimerkkejä tietoja solun ulkopuolella: kemiallisia signaaleja muihin soluihin, mekaaninen signaaleja soluväliaineen, ja ravinteiden tasoa.

miten nämä vihjeet auttavat solua ”päättämään”mitkä geenit ilmentävät? Solut eivät tee päätöksiä, siinä mielessä, että sinä tai minä olisi. Sen sijaan he ovat molekyyli polkuja, jotka muuntaa tietoja, kuten sitova kemiallisen signaalin reseptoriin—osaksi muutos geenien ilmentyminen.

katsotaan esimerkkinä, miten solut reagoivat kasvutekijöihin., Kasvutekijä on naapurisolun kemiallinen signaali, joka ohjeistaa kohdesolua kasvamaan ja jakautumaan. Voisimme sanoa, että solu ”huomaa” kasvutekijän ja” päättää ” jakaa, mutta miten nämä prosessit todella tapahtuvat?

Kuva 2. Kasvun tekijä kehotukset solunjakautumisen

• solu havaitsee kasvutekijän kautta fyysinen sitoutuminen kasvutekijän reseptorin proteiini solun pinnalla.,
• sitoutuminen kasvutekijä aiheuttaa reseptori muuttaa muotoaan, laukaisee sarjan kemiallisia tapahtumia solussa, joka aktivoi proteiineja kutsutaan transkriptio tekijät.
• transkriptiotekijät sitoutuvat tiettyihin DNA-sekvensseihin tumassa ja aiheuttavat solujen jakautumiseen liittyvien geenien transkription.
• näiden geenien tuotteet ovat erityyppisiä proteiineja, jotka saavat solun jakautumaan (ajavat solujen kasvua ja/tai työntävät solusyklin eteenpäin).,

Tämä on vain yksi esimerkki siitä, miten solun voi muuntaa lähde tiedot tulee muuttaa geenien ilmentyminen. On monia muita, ja geenien sääntelyn logiikan ymmärtäminen on nykyään biologian tutkimuksen ala.

kasvutekijän signalointi on monimutkaista ja siihen liittyy erilaisten kohteiden aktivointi, mukaan lukien sekä transkriptiotekijät että ei-transkriptiotekijäproteiinit.,

Prokaryoottisesta ja Eukaryoottisesta Geeni Asetukseksi

ymmärtää, miten geenien ilmentyminen on säännelty, meidän täytyy ensin ymmärtää, miten geeni koodaa toiminnallinen proteiini solussa. Prosessi tapahtuu sekä prokaryoottisissa että eukaryoottisissa soluissa, vain hieman eri tavoin.,

prokaryoottiset organismit ovat yksisoluisia eliöitä, joilla ei ole solun tumaa, ja niiden DNA kelluu siten vapaasti solusytoplasmassa. Proteiinin syntetisoimiseksi transkription ja käännöksen prosessit tapahtuvat lähes samanaikaisesti. Kun tuloksena olevaa proteiinia ei enää tarvita, transkriptio lakkaa. Seurauksena, ensisijaisena tapa valvoa, mitä tyyppinen proteiini ja kuinka paljon kukin proteiini on ilmaistu prokaryoottinen solu on asetuksen DNA transkriptio. Kaikki myöhemmät vaiheet tapahtuvat automaattisesti. Kun proteiinia tarvitaan enemmän, transkriptiota tapahtuu enemmän., Siksi prokaryoottisissa soluissa geeniekspression säätely tapahtuu useimmiten transkriptiotasolla.

eukaryoottisissa soluissa sen sijaan on solunsisäisiä organelleja, jotka lisäävät niiden monimutkaisuutta. Eukaryoottisissa soluissa DNA on solun tuman sisällä ja siellä se transloituu RNA: ksi. Juuri syntetisoidun RNA kuljetetaan pois tumasta solulimaan, jossa ribosomit kääntää RNA proteiinia., Prosessit, transkriptio ja käännös ovat fyysisesti erotettu ydinvoiman kalvo; transkriptio tapahtuu vain sisällä ydin, ja käännös tapahtuu vain ulkopuolelta, tumassa, sytoplasmassa. Geeniekspression säätely voi tapahtua prosessin kaikissa vaiheissa (Kuva 1)., Asetuksen voi ilmetä, kun DNA on uncoiled ja löystynyt jaa twitteriinjaa sitoa transkriptio tekijät (epigeneettisellä tasolla), kun RNA on puhtaaksi (transkription taso), kun RNA on käsitelty ja viety sytoplasmassa, kun se on puhtaaksi (post-transkription taso), kun RNA on käännetty proteiini (translaation tasolla), tai sen jälkeen, kun proteiini on tehty (post-translationaalista tasolla).

Kuva 1., Prokaryootti-transkriptio ja translaatio tapahtuvat samanaikaisesti sytoplasmassa, ja asetuksen tapahtuu transkription tasolla. Eukaryoottisesta geeni-ilmentymisen on säännelty aikana transkriptio ja RNA: n prosessointia, joka tapahtuu tumassa, ja aikana proteiini käännös, joka tapahtuu solulimassa. Lisäsääntelyä voi tapahtua proteiinien translaation jälkeisillä muutoksilla.

erot asetuksen geenien ilmentymisen välillä prokaryooteissa ja eukaryooteissa on esitetty Taulukossa 1., Geeniekspression sääntelyä käsitellään yksityiskohtaisesti myöhemmissä moduuleissa.

Tarkista Ymmärtäminen

Vastata kysymykseen(s) alla nähdä, miten hyvin ymmärrät aiheita käsiteltiin edellisessä jaksossa. Tämä lyhyt tietovisa ei laske kohti arvosana luokassa, ja voit ottaa sen takaisin rajattomasti useita kertoja.

Käytä tätä tietokilpailu tarkistaa ymmärrystä ja päättää (1) tutkimus edellisessä jaksossa edelleen tai (2) siirtyä seuraavaan osioon.