بیان ژن - آنچه که؟ تعریف

بیان است ژن؟ چه نقش خود را؟ چگونه مکانیسم بیان ژن؟ چشم انداز آن را قبل از ما باز می شود چیست؟ تنظیم بیان ژن در یوکاریوتها و پروکاریوتها چگونه است؟ در اینجا یک لیست کوتاه از سوالات خواهد شد که در این مقاله به آن پرداخته است.

اطلاعات کلی

بیان ژن - انتقال نام فرایند از اطلاعات ژنتیکی از DNA از طریق RNA به پروتئین و پلی پپتید است. بیایید یک درک انحراف کوچک. ژن چیست؟ این پلیمرها DNA خطی هستند که توسط یک زنجیره طولانی متصل می شود. استفاده از پروتئین آنها کروموزوم کروماتین تشکیل می دهد. اگر ما در مورد یک شخص صحبت می کنید، پس ما باید چهل و شش. آنها حدود 50 000-10 000 ژن و 3.1 میلیارد جفت باز واقع شده است. چگونه در اینجا هدایت کرد؟ طول بخش که کار در حال انجام است، در هزاران و میلیون ها نوکلئوتید نشان داد. یک کروموزوم شامل حدود 2000-5000 ژن. در یک شرایط تا حدودی متفاوت - حدود 130 میلیون جفت باز. اما این تنها یک تخمین بسیار خشن، است که بیشتر یا کمتر واقعی برای توالی بزرگ است. اگر شما در فاصله کوتاه کار می کنند، نسبت نقض شده است. همچنین در این طبقه می تواند بدن را، که در آن کار است مواد انجام تاثیر می گذارد.

درباره ژن

آنها طول متنوع ترین است. در اینجا، برای مثال، گلوبین - 1500 نوکلئوتید است. دیستروفین - برای تا آنجا که 2 میلیون! ساماندهنده همسو آنها ممکن است از ژن فاصله قابل توجهی حذف شده است. بنابراین، در گلوبین آنها در فاصله 50 و 30 نوکلئوتید در tysyach 5'و 3'جهت به ترتیب،. حضور چنین سازمانی به طور قابل توجهی تعریف ما از مرزهای بین آنها پیچیده. همچنین، ژن حاوی مقدار قابل توجهی از vysokopovtoryayuschihsya توالی مسئولیت های کاربردی است که ما هنوز شناخته نشده است.

برای درک ساختار آنها میتوان تصور کرد که 46 کروموزوم جلد جداگانه، که در آن اطلاعات ذخیره شده است می باشد. آنها را به 23 جفت گروه بندی می شوند. یکی از دو عنصر است که از یک پدر و مادر به ارث برده. "متن" است که در "حجم" بارها و بارها "دوباره خواندن" هزاران نسل، که در بسیاری از اشتباهات و تغییرات (به نام جهش) به ارمغان می آورد. و همه آنها توسط فرزندان به ارث برده. در حال حاضر اطلاعات نظری به اندازه کافی برای شروع به مقابله با این واقعیت که یک بیان ژن آشکار وجود دارد. این حقیقت موضوع اصلی این مقاله است.

تئوری اپرون

این است که در مطالعات ژنتیکی، القاء β-گالاکتوزیداز، که در رخ هیدرولیتیک لاکتوز شرکت است. توسط ژاک مونو و Fransua Zhakobom فرموله شد. این نظریه مکانیسم برای کنترل سنتز پروتئین در پروکاریوتها توضیح می دهد. همچنین نقش مهم و رونویسی بازی کند. نظریه این است که ژن پروتئین هایی که هستند و عملکرد نزدیک به فرایند متابولیک بدن که مربوط هستند، اغلب با هم گروه بندی شوند. آنها واحدهای ساختاری به نام operons ایجاد کنید. اهمیت آنها این است که تمام ژن هایی که بخشی از آن، در اتحاد بیان شده است. به عبارت دیگر، می توان آنها را رونویسی، یا هیچ کدام از آنها می تواند "خواندن". در چنین مواردی، اپرون فعال یا غیر فعال است. سطح بیان ژن می توان تغییر داد و تنها اگر یک مجموعه ای از عناصر فردی وجود دارد.

القای سنتز پروتئین

بیایید تصور کنید که ما یک سلول که در رشد آن به عنوان یک منبع استفاده کربن گلوکز است. اگر آن را برای لاکتوز دی ساکارید تغییر می کند، در چند دقیقه شما می توانید امن است که آن را به شرایط که تغییر کرده اند اقتباس شده است. که یک توضیح وجود دارد: سلول می تواند هر دو منابع رشد عمل می کنند، اما یکی از آنها مناسب تر است. بنابراین، یک "چشم" به fabricable ترکیب شیمیایی وجود دارد. اما اگر آن را از دست داده است و جای آن را به نظر می رسد لاکتوز، RNA پلیمراز مسئول فعال می شود و شروع به اعمال نفوذ خود در تولید پروتئین مورد نظر. این بیشتر یک نظریه، اما در حال حاضر اجازه دهید در مورد چگونگی بیان ژن واقعی رخ می دهد صحبت کنید. این بسیار هیجان انگیز است.

سازمان از کروماتین

مواد از این بند یک مدل از سلول های تمایز از یک ارگانیسم چند سلولی است. هسته کروماتین انباشته به طوری که تنها یک رونویسی کوچک از ژنوم (حدود 1٪) است. اما با وجود این، به لطف سلول تنوع و پیچیدگی فرآیندهای انجام شده در آنها ما می توانیم آنها را تحت تاثیر قرار. در حال حاضر، برای فرد آن را در دسترس چنین تاثیر در این سازمان از کروماتین است:

1. تغییر تعداد ژن های ساختاری است.
2. موثر رونویسی بخش های مختلف از کد.
3. بازسازی این ژنها در کروموزوم دارند.
4. ایجاد تغییرات و زنجیره پلی پپتیدی سنتز شده است.

با این حال، بیان کارآمد ژن مورد نظر از طریق فن آوری پایبندی به دست آورد. مهم نیست که چه کار در حال انجام است، حتی اگر این آزمایش می رود در یک ویروس است. چیز اصلی - این است که چوب به طرح تا با مداخله کشیده شده است.

تغییر تعداد ژن

چگونه می توان این اجرا شود؟ اجازه دهید ما تصور کنید که ما علاقه مند به اثر بر روی بیان ژن. به عنوان یک نمونه ما یوکاریوتی مواد گرفت. او شکل پذیری بالا، ما می توانیم نتیجه تغییرات زیر را:

1. برای افزایش تعداد ژن ها است. این است که در مواردی که لازم است این است که بدن را افزایش داده است سنتز یک محصول خاص استفاده می شود. در چنین شرایطی هستند که بسیاری از عناصر مفید از ژنوم انسان (به عنوان مثال، rRNA را tRNA سنتتاز، هیستون، و غیره) تقویت شده. این سایت می توانید پشت سر هم در کروموزم های، و حتی فراتر از آنها در مقدار 100،000-1،000،000 جفت باز است. اجازه دهید در یک کاربرد عملی است. علاقه به ما ژن متالوتیونین است. محصول پروتئین آن می تواند فلزات سنگین مانند روی، کادمیوم، جیوه و مس متصل شده و، به ترتیب، محافظت از بدن در مسموم آنها. فعال سازی آن را می توان به افرادی که در شرایط ناامن کار مفید است. اگر یک فرد وجود دارد به افزایش غلظت فلزات سنگین قبلا ذکر شد، فعال شدن ژن به آرامی به طور خودکار رخ می دهد.
2. کاهش تعداد ژن ها است. این است که به ندرت روش تنظیم استفاده می شود. اما در اینجا هم نمونه های وجود دارد. یکی از معروف ترین - آن سلول های قرمز خون است. هنگامی که آنها بالغ، هسته فرو می ریزد و حامل ژنوم خود را از دست می دهد. چنین روند بلوغ و لنفوسیت تست شده و سلول های پلاسما، کلون های مختلف که سنتز شدند اشکال ایمونوگلوبولینها ترشح می شود.

بازآرایی ژن

همچنین امکان حرکت و ترکیب مواد که با آن قادر به نسخه برداری و تکثیر است مهم است. این فرایند نوترکیبی ژنتیکی نامیده می شود. با چه مکانیزم ممکن است؟ بیایید جواب نظر به این سوال در مثال آنتی بادی. آنها توسط B-لنفوسیت ها، که متعلق به نوعی از یک کلون خاص ایجاد شده است. و در صورت تماس با بدن آنتی ژن که آنتی بادی مکمل است با سایت فعال دلبستگی با تکثیر سلول های پس از آن از اتفاق می افتد. چرا از آن است که بدن انسان است که توانایی به ایجاد انواع پروتئین؟ این است که با نوترکیبی و ممکن است ساخته شده جهش سوماتیک. اما آن می تواند یک نتیجه از تغییرات انسان ساخته شده در ساختار DNA است.

تغییر RNA

بیان ژن - فرایند که در آن بازی می کند نقش اسید ریبونوکلئیک قابل توجه است. اگر ما در نظر mRNA به توجه داشته باشید که پس از ساختار رونویسی اولیه ممکن است متفاوت باشد، ضروری است. توالی نوکلئوتید در ژن از همان. اما در بافتهای مختلف mRNA ممکن است تعویض، اضافه ظاهر می شود، و یا به سادگی از دست دادن خواهد زوج رخ می دهد. به عنوان مثال از طبیعت می تواند آپوپروتئین B، تولید شده در سلول های روده کوچک و کبد منجر شود. چه در حال ویرایش تفاوت؟ نسخه تولید شده توسط روده است، 2152 اسیدهای آمینه است. در حالی که محتوای کبد نسخه دارای 4563 تعادل! و علی رغم این تفاوت، ما باید دقیقا آپوپروتئین B.

تغییرات در پایداری mRNA

ما تقریبا به این نتیجه رسیدند که ممکن بود به انجام پروتئین ها و پلی پپتید آمده است. اما اجازه دهید به صورت رو در عین حال در پایداری mRNA چگونه می توان ثابت نگاه کنید. برای این کار، ابتدا باید آن را به هسته را ترک کرده و از سیتوپلاسم است. این را از طریق منافذ موجود انجام می شود. تعداد زیادی از mRNA توسط نوکلئاز گردند. کسانی که فرار از این سرنوشت، سازماندهی مجتمع با پروتئین. طول عمر mRNA یوکاریوتی متفاوت بیش از یک طیف گسترده ای (تا چند روز). اگر ثبات mRNA ژن، پس از آن در یک نرخ ثابت مشاهده می شود که افزایش تعداد محصول تازه پروتئین تشکیل شده است. سطح بیان ژن در این مورد تغییر نمی کند، اما مهمتر از آن، بدن با بهره وری بیشتر به کار گیرند. با استفاده از تکنیک های زیست شناسی مولکولی، محصول نهایی را می توان رمزی، که یک عمر طول مهمی داشته باشد. بنابراین، برای مثال، ممکن است برای ایجاد یک β گلوبین عملکرد حدود ده ساعت است (این بسیار برای آن است).

سرعت روند

که در سیستم بیان ژن کلی در نظر گرفته. در حال حاضر تنها باقی می ماند برای تکمیل اطلاعات موجود، آگاهی از چگونگی سریع فرآیندهای، و همچنین پروتئین های با عمر طولانی. اجازه دهید بگویم که کنترل بیان ژن نگه دارد. لازم به ذکر است که اثر در نرخ روش اصلی تنوع و مقدار محصول پروتئین مقررات در نظر گرفته نشده است. اگر چه تغییر خود را در جهت رسیدن به این هدف است که هنوز هم استفاده می شود. به عنوان مثال سنتز یک محصول پروتئین در رتیکولوسیتها. تمایز سلول های خون ساز در سطح محروم از هسته (و از این رو DNA). سطوح تنظیم بیان ژن به طور کلی بسته به نوعی از امکانات اتصال به طور فعال فرآیندهای در حال انجام را تحت تاثیر قرار ساخته شده است.

مدت زمان

زمانی که یک پروتئین سنتز شده است، زمانی است که او زندگی می کنند بستگی به پروتئاز. وجود ندارد می توانید دقیقا که ممکن است نامیده می شود، زیرا در این مورد از محدوده چند ساعت تا چند سال. سرعت پروتئولیز به طور گسترده ای متفاوت است، بسته به چه سلول آن است. آنزیم کاتالیز که می تواند فرآیندهای تمایل به سرعت "استفاده می شود." به این دلیل، آنها نیز توسط بدن در مقادیر زیاد ایجاد شده است. همچنین در طول عمر پروتئین ممکن است دولت فیزیولوژیکی بدن را تحت تاثیر قرار. همچنین، اگر محصول معیوب ایجاد شده است، از آن خواهد شد به سرعت حذف سیستم حفاظتی. بنابراین، با اطمینان می گوییم که تنها چیزی که ما می توانیم بگویم - این طول عمر استاندارد دست آمده در آزمایشگاه است.

نتیجه

این منطقه بسیار امیدوار کننده است. به عنوان مثال، بیان ژن خارجی می تواند کمک به درمان بیماریهای ارثی، و از بین بردن جهش منفی است. با وجود حضور دانش گسترده در مورد این موضوع، ما با اطمینان می توان گفت که بشریت است هنوز هم تنها در همان ابتدا. مهندسی ژنتیک تنها به تازگی به دست را به خود اختصاص قطعات مورد نیاز از نوکلئوتید. 20 سال پیش بود که یکی از بزرگترین رویدادهای این علم وجود دارد - دالی ایجاد شد گوسفند. در حال حاضر، پژوهش است که در جنین انسان انجام شده است. ما می توانیم با اعتماد به نفس است که ما در آستانه از آینده، که در آن هیچ بیماری و پریشانی فیزیولوژیکی وجود دارد می گویند. اما قبل از ما خود را وجود دارد، شما باید بسیار خوب است به به نفع رفاه کار می کنند.