16.0: Прелюдія до експресії генів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1873

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

Кожна соматична клітина в організмі, як правило, містить однакову ДНК. Кілька винятків включають еритроцити, які не містять ДНК в зрілому стані, і деякі клітини імунної системи, які переставляють свою ДНК, виробляючи антитіла. Загалом, однак, гени, які визначають, чи є у вас зелені очі, каштанове волосся, і як швидко ви метаболізуєте їжу, однакові в клітині очей і печінки, хоча ці органи функціонують зовсім по-різному. Якщо кожна клітина має однакову ДНК, як це, що клітини або органи різні? Чому клітини в оці так різко відрізняються від клітин в печінці?

Частина А зображує поперечний переріз очного яблука, яке має кришталик спереду і скупчення кровоносних судин ззаду. Частина В зображує печінку, яка має форму трикутника. Під печінкою знаходиться жовчний міхур у формі частки, з'єднаний з підшлунковою залозою стовбуровим посудиною. Частина С - це ескіз, намальований Леонардо да Вінчі, людини, що стоїть прямо з витягнутими руками. Накладений на це зображення, чоловік розсунув ноги і підняті руки. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Генетичний вміст кожної соматичної клітини в організмі однаково, але не всі гени виражені в кожній клітині. Контроль того, які гени виражені, диктує, чи є клітина (а) клітиною ока або (б) клітиною печінки. Саме диференціальні схеми експресії генів, що виникають у різних клітині, що породжують (c) повноцінний організм.

Якщо кожна клітина має один і той же геном і послідовність ДНК, кожна клітина не включає і не експресує один і той же набір генів. Кожному типу клітин потрібен різний набір білків для виконання своєї функції. Тому в клітці виражається лише невелика підмножина білків. Щоб білки були експресовані, ДНК повинна транскрибуватися в РНК, а РНК повинна бути переведена в білок. У даному типі клітин не всі гени, закодовані в ДНК, транскрибуються в РНК або перетворюються на білок, оскільки конкретні клітини нашого організму мають специфічні функції. Спеціалізовані білки, що входять до складу ока (райдужна оболонка, кришталик та рогівка), виражаються лише в оці, тоді як спеціалізовані білки в серці (клітини ритму, серцевий м'яз та клапани) виражаються лише в серці. У будь-який момент часу тільки підмножина всіх генів, закодованих нашою ДНК, експресується і перетворюється на білки. Експресія конкретних генів - це високо регульований процес з багатьма рівнями та етапами контролю. Ця складність забезпечує правильне вираження в належній клітці в належний час.