Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.2: Експресія генів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56154

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

    Ф-Д_88111917 ЕФ 53Б78Ф7 АЕЕ76СЕ 29 ФАБ 9097ДА68Ф6071793C091588+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.JPG

    Чи може ваш вираз змінитися в будь-який момент?

    Як відомо, вираз людини може змінюватися момент за моментом. Вираз, який демонструється, зазвичай підходить для почуттів цього моменту. Експресія генів - це використання гена, продукт якого необхідний для цього моменту. Це може бути момент під час розвитку, це може бути момент підвищеної тривоги, або це може бути у відповідь на зміну навколишнього середовища. Всякий раз, коли потрібен певний білок, експресія генів забезпечує його.

    Експресія генів

    Кожна з ваших клітин має щонайменше 20 000 генів. Насправді всі ваші клітини мають однакові гени. Чи всі ваші клітини роблять однакові білки? Очевидно, що ні. Якби вони зробили, то всі ваші клітини були б однаковими. Натомість у вас є клітини з різною структурою та функціями. Це пояснюється тим, що різні клітини виробляють різні білки. Вони роблять це, використовуючи або експресуючи різні гени. Використання гена для створення білка називається експресією генів.

    Як регулюється експресія генів

    Експресія генів регулюється, щоб гарантувати, що правильні білки виробляються, коли і де вони необхідні. Регуляція може відбуватися в будь-який момент експресії гена, від початку транскрипції до переробки білка після перекладу. Нижче наведено перелік стадій, де регулюється експресія генів:

    • Хімічна та структурна модифікація ДНК або хроматину
    • Транскрипція
    • Переклад
    • Пост-транскрипційна модифікація
    • Транспорт РНК
    • Деградація мРНК
    • Посттрансляційні модифікації

    Як показано на малюнку нижче, транскрипція контролюється регуляторними білками, що зв'язуються з ДНК. Зокрема, регуляція генів на рівні транскрипції контролює, коли відбувається транскрипція, а також те, скільки створюється РНК. Регуляторний білок, або фактор транскрипції, - це білок, який бере участь у регулюванні експресії генів. Зазвичай він пов'язаний з цис-регуляторним елементом, який входить до складу ДНК. Регуляторні білки часто повинні бути пов'язані з цис-регуляторним елементом, щоб увімкнути ген (активатор) або вимкнути ген (репресор).

    Транскрипція гена РНК-полімеразою може регулюватися як мінімум п'ятьма механізмами:

    • Фактори транскрипції (білки) змінюють специфічність РНК-полімерази для промотора або набору промоторів, роблячи його більш-менш імовірним зв'язуватися з промотором і почати транскрипцію.
    • Білки-активатори підсилюють взаємодію між РНК-полімеразою і певним промотором.
    • Білки репресора зв'язуються з некодуючими послідовностями на ДНК, які знаходяться близько або перекривають область промотора, перешкоджаючи просуванню РНК-полімерази вздовж нитка.
    • Базальні фактори - це фактори транскрипції, які допомагають позиціонувати РНК-полімеразу на початку гена.
    • Підсилювачі - це ділянки на ланцюзі ДНК, які пов'язані активаторами для того, щоб петля ДНК, приносячи певний фактор транскрипції до комплексу ініціації. Комплекс ініціації складається з РНК-полімерази та численних (зазвичай більше одного) транскрипційних факторів.

    У міру того, як організм стає більш складним, регуляція генів стає більш складною, хоча прокаріотичні організми мають деякі високорегульовані системи. Деякі гени людини контролюються багатьма активаторами та репресорами, що працюють разом. Очевидно, що мутація в cis-регуляторної області, такий як промотор, може сильно вплинути на правильну експресію гена. Він може постійно утримувати ген, таким чином, що жоден білок не може бути зроблений, або він може постійно тримати ген, таким чином, що відповідний білок постійно виробляється. Обидва вони можуть мати згубний вплив на клітину.

    F-D_8АД 0404 ФД2АД АА3419801628255 БА773Д 32ФД 4Д73746FF3D5E8331+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNGРегуляція транскрипції. Регуляторні білки зв'язуються з регуляторними елементами для контролю транскрипції. Регуляторні елементи вбудовані в ДНК.

    Резюме

    • Генна транскрипція контролюється регуляторними білками, які зв'язуються з регуляторними елементами на ДНК.
    • Білки зазвичай або активують, або пригнічують транскрипцію.

    Рецензія

    1. Що таке експресія генів?
    2. Чому регулюється експресія генів?
    3. Перерахуйте три етапи, де регулюється експресія генів.
    4. Описати, як регуляторні білки регулюють експресію генів
    5. Порівняйте активатори з репресорами.
    Зображення Довідка Атрибуції
    Ф-Д_88111917 ЕФ 53Б78Ф7 АЕЕ76СЕ 29 ФАБ 9097ДА68Ф6071793C091588+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.JPG [Рисунок 1] Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (Дама капелюхів) для Фонду CK-12; Користувач: Ktbn/Вікісховище
    Джерело: Фонд CK-12; Commons.wikimedia.org/wiki/file:Antennapedia.jpg
    Ліцензія: Громадське надбання
    F-D_8АД 0404 ФД2АД АА3419801628255 БА773Д 32ФД 4Д73746FF3D5E8331+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNG [Рисунок 2] Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (LadyOfHats) для Фонду CK-12
    Джерело: CK-12
    Ліцензія Фонду: CC BY-NC 3.0