Gén kifejezés

A génexpresszió  egy olyan folyamat, amelynek során egy génből származó örökletes információ ( DNS- nukleotid szekvencia) funkcionális termékké - RNS -é vagy fehérjévé - alakul . A génexpresszió néhány szakasza szabályozható: ezek a transzkripció , a transzláció , az RNS-splicing és a fehérjék poszttranszlációs módosulásának szakasza . A génexpresszió rövid, kétszálú RNS -ek általi aktiválásának folyamatát RNS-aktiválásnak nevezik .

A génexpresszió szabályozása lehetővé teszi a sejtek számára, hogy szabályozzák saját szerkezetüket és működésüket, és ez az alapja a sejtdifferenciálódásnak , a morfogenezisnek és az adaptációnak. A génexpresszió az evolúciós változások szubsztrátja, mivel az egyik gén expressziójának időzítésének , helyének és mennyiségének szabályozása hatással lehet más gének működésére az egész szervezetben.

Átírás és fordítás

A prokariótákban és eukariótákban a gének DNS-nukleotidszekvenciák. A transzkripció a DNS-templáton történik - a komplementer RNS  szintézise . Továbbá az mRNS-mátrixon transzláció történik  - fehérjék szintetizálódnak. Vannak nem hírvivő RNS-t kódoló gének (pl. rRNS , tRNS , kis RNS ), amelyek expresszálódnak ( átíródnak ), de nem transzlálódnak fehérjékké.

Transzkripció utáni szabályozás

A mikroRNS -ek  rövid (18-25 nukleotid ) egyszálú RNS-szekvenciák , amelyek a génexpresszió elnyomását okozzák. A mikroRNS -ek a célpontjukhoz – hírvivő RNS -hez – a komplementaritás  elve szerint kötődnek . Ez a fehérjeszintézis elnyomását vagy a hírvivő RNS lebomlását okozza .

A mikroRNS -ek nagyobb vagy kisebb specificitásúak lehetnek a célpontjukkal komplementer nitrogénbázisok nagyobb vagy kisebb aránya miatt. Az alacsony specifitás lehetővé teszi, hogy egyetlen mikroRNS elnyomja több száz különböző gén expresszióját . [egy]

A génexpresszió meghatározása

A génexpresszió meghatározásának fő módszerei jelenleg a poli-A- farkat ( mRNS ) tartalmazó RNS szekvenálása , valamint az expressziós DNS-microarray használata . Az RNS-szekvenálás egyre gyakoribb a következő generációs szekvenálási technikák fejlődésének köszönhetően . Az RNS-szekvenálás nemcsak a genomban lévő egyes fehérjét kódoló gének expressziós szintjének meghatározását teszi lehetővé, hanem az alternatív splicingből származó mRNS-változatok megkülönböztetését is .

Komplex génexpresszió

Az ontogén komplex génexpresszió példája az emberek hemoglobinszintézisének génszabályozása. A hemoglobin molekula 4 részből áll: két azonos alfa láncból és két azonos béta láncból. A normál felnőtt hemoglobinja (Hb A ) különbözik az emberi embrió hemoglobinjától (embrionális hemoglobin, Hb F ). A köztük lévő különbségek a béta láncra vonatkoznak. A magzati hemoglobinban polipeptid-gamma-lánc helyettesíti. Végül a felnőttek vérében kis mennyiségű Hb A2 található, amelyben a béta-láncot szigma-lánc váltja fel. A normál humán hemoglobin (Hb A Hb A2 Hb F ) mindhárom típusát külön lókuszok szabályozzák. Az α A lókusz határozza meg az alfa láncok kialakulását. Egész életen át hatásos, biztosítva az alfa-láncok jelenlétét az összes hemoglobinban. [2]

Gének monoallélikus expressziója

Az eukarióták monoallélikus expresszióját a következők jellemzik:

• a női sejtekben lévő X-kromoszóma génekre az adagolási kompenzációs mechanizmus miatt ;
• benyomott gének esetében ;
• Jelenleg ismeretes, hogy az eukarióta gének körülbelül 5-10%-a expresszálódik monoallélikusan a sejtekben, ezek közül gyakrabban figyelhetők meg a felszíni sejtfehérjéket kódoló gének, különösen az immunglobulinokat, T-sejt- és szaglóreceptorokat kódoló gének. . Ezt a jelenséget allélkizárásnak is nevezik . Az expresszálandó allél kiválasztása a fejlődés korai szakaszában történik, és ez a választás véletlenül történik, ennek következtében a szervezet sejtjeinek körülbelül fele az apai allélt, a sejtek másik fele pedig az anyai allélt fejezi ki. Néha egy gén szövetspecifikus monoallélikus expresszióját figyelik meg; más szövetekben egy ilyen gén biallelikusan expresszálható. Az autoszomális gének véletlenszerű monoallélikus expressziójába nem tartoznak bele azok az esetek, amikor egy gén különböző alléljei a gén cisz-szabályozó szekvenciái polimorfizmusa miatt eltérő szinten fejeződnek ki [3] .

Lásd még

• RNS szekvenálás
• Represszor

Jegyzetek

1. ↑ Klipp, E.; Liebermeister, W.; Wierling, C.; Kowald, A.; & Lehrach, H. (2009). Systems Biology , 235-245. Németországi Szövetségi Köztársaság: Wiley Blackwell, ISBN 978-3-527-31874-2
2. ↑ O.-Ya.L. Bekish. Orvosi biológia. - Minszk: Urajay, 2000. - S. 110-111. — 518 p.
3. ↑ Sakk A. A széles körben elterjedt véletlenszerű monoallél expresszió mechanizmusai és következményei   // Nat . Fordulat. Közönséges petymeg.  : folyóirat. - 2012. - június ( 13. évf. , 6. sz.). - P. 421-428 . — PMID 22585065 .

Irodalom

• Mertvetsov N. P. A génexpresszió hormonális szabályozása / Szerk. szerk. V. I. Kulinsky ; Szovjetunió Tudományos Akadémia, Szibériai Kirendeltség, Citológiai és Genetikai Intézet . — M .: Nauka , 1986. — 208 p.
• Georgiev G.P. A magasabb szervezetek génjei és kifejeződésük / Szovjetunió Tudományos Akadémia. — M .: Nauka , 1989. — 256 p. - (Akadémiai olvasmányok). - 18.000 példány.  — ISBN 5-02-003968-3 .
• Hawkins J. Génszerkezet és kifejezés / John Hawkins; Per. angolról. S. B. Serebryany; Szerk. V. K. Kibirev. - Kijev: Naukova Dumka , 1991. - 168 p. - 1000 példányban.  — ISBN 5-12-001816-5 .
• Patrushev L. I. Génexpresszió / Bioszerves Kémiai Intézet. M. M. Shemyakin és Yu. A. Ovchinnikov RAS . — M .: Nauka , 2000. — 528 p. — ISBN 5-02-001890-2 .
• Bekish O.-Ya. L. Orvosbiológia. - Minszk: Urajay, 2000. - 518 p.