Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.13: Регуляція генів еукаріотів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    2056

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Увімкнено чи вимкнено? Увімкнено чи вимкнено? Увімкнено чи вимкнено?

    Це ключове питання. Генна регуляція у еукаріотів - це високо регульований процес, який зазвичай включає багато білків, які або зв'язуються один з одним, або зв'язуються з ДНК.

    Регуляція еукаріотичних генів

    У клітині еукаріот початок транскрипції є однією з найскладніших частин генної регуляції. Тут може бути багато регуляторних білків і регуляторних елементів. Регулювання також може включати підсилювачі. Підсилювачі - це віддалені області ДНК, які можуть зациклюватися назад, щоб взаємодіяти з промотором гена.

    Коробка ТАТА

    Різні типи клітин мають унікальні закономірності регуляторних елементів, які призводять до транскрибування лише необхідних генів. Саме тому клітина шкіри і нервова клітина, наприклад, так відрізняються один від одного. Однак деякі закономірності регуляторних елементів є загальними для всіх генів, незалежно від клітин, в яких вони зустрічаються. Прикладом є коробка TATA, названа так, тому що вона має основну послідовність TATAAA. Це регуляторний елемент, який входить до складу промотора більшості еукаріотичних генів. Ряд регуляторних білків зв'язується з коробкою ТАТА, утворюючи мультибілковий комплекс. Тільки тоді, коли всі відповідні білки зв'язуються з коробкою TATA, РНК-полімераза розпізнає комплекс і зв'язується з промотором. Як тільки РНК-полімераза зв'язується, починається транскрипція. Щоб подивитися відео, що показує роль скриньки TATA в ініціації транскрипції, перейдіть за цим посиланням: http://www.youtube.com/watch?v=6tqPsI-9aQA.

    Регулювання під час розробки

    Регуляція експресії генів вкрай важлива під час розвитку організму. Регуляторні білки повинні включати певні гени в конкретні клітини в потрібний час, щоб організм розвивав нормальні органи і системи органів. Гени гомеобox є прикладом генів, які регулюють розвиток. Вони кодують регуляторні білки, які перемикаються на цілу серію основних генів розвитку. У комах гени гомеоблоксів, які називаються генами хокса, забезпечують розвиток таких частин тіла, як кінцівки, у правильному місці. На малюнку нижче показано, як мутація гена хокса може вплинути на розвиток комахи. Інші організми, включаючи людину, також мають як гени. Дізнатися більше про гени гомеобоксу можна за цим посиланням: http://www.youtube.com/watch?v=LFG-aLidT8s.

    Вплив мутації гена Hox у плодових мух

    Ефект мутації гена Hox. Вчені викликали мутацію в гені хокса цієї дрозофіли. В результаті мутації з голови виросла нога там, де повинна була розвинутися антена.

    Експресія генів і рак

    Мутації, що викликають рак, зазвичай зустрічаються у двох типах регуляторних генів: генів-супресорів пухлини та протоонкогенів (див. Малюнок нижче). Ці гени виробляють регуляторні білки, які контролюють клітинний цикл. Коли гени мутують, клітини з мутаціями діляться швидко і без обмежень, що потенційно призводить до пухлини і раку.

    Блок-схема того, як розвивається рак

    Як розвивається рак. Ця блок-схема показує, як серія мутацій генів-супресорів пухлини та протоонкогенів призводить до раку.

    Резюме

    • Регуляція транскрипції у еукаріотів, як правило, більш складна, ніж у прокаріотів. Він включає унікальні регуляторні елементи в різних комірках, а також загальні регуляторні елементи, такі як коробка TATA.
    • Регулювання особливо важливо під час розробки. Він може включати регуляторні гени, такі як гени гомеоблоксів, які вмикають або вимикають інші регуляторні гени.
    • Мутації в регуляторних генах, які нормально контролюють клітинний цикл, викликають рак.

    Дізнатися більше

    Використовуйте цей ресурс, щоб відповісти на наступні питання.

    • Майстер гени контролюють основні плани тіла за адресою www.dnalc.org/resources/nobel/lewis_nauulein_wieschaus.html.
    1. Як були ідентифіковані гени, що контролюють ранній ембріональний розвиток?
    2. Опишіть полярність заплідненої яйцеклітини, так як вона відноситься до експресії білка.
    3. Що означає «сегментація» у розвиваючої мухи?
    4. Що таке розривний мутант?
    5. Опишіть мутант антеннапедії.
    6. Що таке протеїн гомеоблокс?

    Рецензія

    1. Визначте коробку TATA та її функцію в транскрипції.
    2. Що таке ген гомеобкса?
    3. Чому генна регуляція особливо важлива під час розвитку?
    4. Що таке гени супресорів пухлини і протоонкогени?
    5. Намалюйте, як може виглядати комаха з мутованим геном кокс. Поясніть свій ескіз.