Genatjáningu - hvað er það? Skilgreiningin

Hvað er tjáning genum? Hvert er hlutverk hennar? Hvernig fyrirkomulag á genatjáningu? Hverjar eru horfur það opnar fyrir okkur? Hvernig er stjórnun gena tjáningu í heilkjörnungum og dreifkjörnungum? Hér er stuttur listi af spurningum sem verður beint í þessari grein.

almennar upplýsingar

Genatjáningar - er aðferð nafn færslu á erfðafræðilegu upplýsinga frá DNA í gegnum RNA við prótín og fjölpeptið. Við skulum gera smá útúrdúr skilning. Hvað eru gen? Þessi Línulega DNA-röðin um fjölliður sem eru tengdir saman með langa keðju. Notkun á prótíninu þeir mynda chromatin litning. Ef við tölum um mann, þá höfum Fjörutíu og sex. Þau eru staðsett um 50 000-10 000 gen og 3.1 milljarðar basapara. Hvernig eru leidd hér? Lengd köflum sem vinna er að gera, er ætlað í þúsundum og milljónum kirni. Einn litningur inniheldur um 2000-5000 gen. Í nokkuð mismunandi hugtök - um 130 milljónir basapara. En þetta er bara mjög gróft mat, sem er meira eða minna rétt fyrir stóra röð. Ef þú vinnur yfir stutta vegalengd, hlutfallið verður brotið. Einnig á þessari hæð getur haft áhrif á líkamann, sem vinna fer fram efni.

um gen

Þeir hafa mest fjölbreytt lengd. Hér til dæmis, globin - er 1500 kirni. A dystrophin - eins mikið og 2 milljónir! cis reglur þættir þeirra geta eytt úr geninu fyrir töluverða vegalengd. Svona, í globin þeir eru á milli þeirra er 50 og 30 kirni á tysyach 5'-og 3'-átt, hver um sig. Tilvist slíkrar stofnunar flækir verulega skilgreiningu okkar á mörkum milli þeirra. Einnig gen innihalda umtalsvert magn af vysokopovtoryayuschihsya raðir virka ábyrgð sem við höfum ekki enn skilið.

Til að skilja uppbyggingu þeirra er hægt að ímynda sér að 46 litningar eru aðskilin bindi, þar sem upplýsingar eru geymdar. Þeir eru flokkaðar í 23 pör. Einn af tveimur þáttum er arfur frá foreldri. "Texti", sem er í "bindi" ítrekað "með tilvísun til-lesa" þúsundir kynslóða, sem koma í fullt af villum og breytingar (sem kallast stökkbreytingar). Og þeir eru allir erfist afkvæmi. Nú er nóg fræðileg upplýsingar til að byrja að takast á við þá staðreynd að gen tjáningu vott. Þessi staðreynd er helsta umfjöllunarefni þessarar greinar.

Kenningin um Operon

Þetta er byggt á erfðaefni rannsóknum, β-galactosidase framkalla, sem tóku þátt í vatnsrofs klofnun á laktósa. Það var mótuð af Jacques Monod og fransua Zhakobom. Þessi kenning skýrir kerfi til að stjórna myndun próteina í dreifkjörnungum. Einnig gegna mikilvægu hlutverki og umritun. Kenningin er sú að gen eru prótein sem eru virkni náskyld efnaskiptum, eru oft flokkaðar saman. Þeir búa uppbyggingu einingar kallast operons. Mikilvægi þeirra er að öll gen sem eru hluti af því, gefið upp sem ein heild. Með öðrum orðum, þeir geta verið vélritað eða enginn þeirra getur verið "lesa". Í slíkum tilvikum er Operon er virkir eða óbeinum. genatjáningu stigi er hægt að breyta ef það er sett af einstökum þáttum.

Framköllun á nýmyndun próteina

Við skulum ímynda sér að við höfum frumu sem á vöxt þess sem uppspretta kolefnis notkun glúkósa. Ef það er breytt fyrir tvísykruhluta laktósi, í nokkrar mínútur þegar þú getur verið öruggur um að það hefur lagað sig að þeim skilyrðum sem hafa breyst. Að það er skýring: fruman getur starfað bæði uppsprettur hagvaxtar, en einn af þeim er fleiri hentugur. Þess vegna, það er "sjón" to a chemical efnasambandi fabricable. En ef það tapast og komi birtist laktósa, sem ber ábyrgð RNA pólýmerasa er virkur og byrjar að hafa áhrif þess á framleiðslu viðkomandi prótein. Það er meira kenning, en nú skulum við tala um hvernig raunverulegt genatjáningu á sér stað. Þetta er mjög spennandi.

Skipulag chromatin

Efni þessarar málsgreinar er líkan af aðgreindar frumum margfruma lífveru. The innri kjamamir chromatin staflað þannig að aðeins lítið umritun á genamengi er tiltæk (um það bil 1%). En þrátt fyrir þetta, takk klefi fjölbreytni og margbreytileika ferli sem eiga sér stað í þeim sem við getum haft áhrif á þær. Á því augnabliki, fyrir mann það er í boði að slík áhrif á skipulag chromatin:

1. Breyting á fjölda genagerðir.
2. Duglegur skrifa mismunandi hlutum kóðans.
3. Endurbyggja gen í litningunum.
4. Gera breytingar og samþætt fjölpeptíðkeðjumar.

Hins vegar, duglegur tjáningu markgensins marki er náð með að farið sé nákvæmlega tækni. Sama hvað er unnið, jafnvel þótt tilraunin fer á smá veiru. The aðalæð hlutur - er að halda fast við áætlun samin af íhlutun.

Breyting á fjölda gena

Hvernig getur þetta verið hrint í framkvæmd? Ímyndum okkur að við erum áhuga á áhrif á tjáningu gena. Sem frumgerð tókum efni Eukaryote. Hann hefur mikla plasticity, við getum því gert eftirfarandi breytingar:

1. Til að auka fjölda gena. Það er notað í þeim tilvikum þar sem það er nauðsynlegt að líkaminn hefur aukið nýmyndun tiltekna vöru. Í slíku ástandi eru mögnuð upp margar gagnlegar þætti í genamengi mannsins (t.d., rRNA, tRNA, histones, og svo framvegis). Slíkar síður geta haft takt innan litninga, og jafnvel fara út þá að upphæð 100 þúsund til 1 milljón basapara. Við skulum líta á hagnýt forrit. Vextir okkur er metallóþíónein gen. prótein vara þess getur bundist þungmálmar eins og sink, kadmíum, kvikasilfur og kopar og, hver um sig, til að vernda líkamann gegn eitrun þá. virkjun hennar getur verið gagnlegt að fólk sem vinnur í óöruggum aðstæðum. Ef maður það er aukin styrkur einstakra þungmálma áður var nefnt er virkjun gena gerist hægt á sjálfvirkan hátt.
2. Draga úr fjölda gena. Það er sjaldan notað aðferð við reglugerð. En hér líka það eru dæmi. Einn af frægustu - það er rauð blóðkorn. Þegar þeir þroskast, kjarninn hrynur og burðarefnið missir erfðamengi sínu. Slík aðferð af þroska og mældum eitilfrumum og plasma frumum, ýmsar einrækt sem voru mynduð seytt form immúnóglóbúlínum.

gen endurröðun

Einnig mikilvægt er möguleiki á að færa og sameina efni, sem það er fært um umritun og afritunar. Þetta ferli er kallað erfða endurröðun. Með hvaða leiðum það er hægt? Við skulum íhuga svar við þessari spurningu á mótefnamyndun dæmi. Þeir eru búnar til með B-eitilfrumna, sem tilheyra einhvers konar tilteknu klón. Og í tilfelli af snertingu við líkamann mótefnisvakans sem mótefnið er uppbætandi virka tengingarstaður gerist með frumufjölgun fruma síðari. Hvers vegna er það að mannslíkaminn hefur getu til að búa til úrval af próteinum? Þetta er gert mögulegt með endurröðun og líkamsfrumum stökkbreytinga. En það gæti verið afleiðing af mannavöldum breytingar á DNA uppbyggingu.

breyting RNA

Gene Expression - er ferli sem gegnir mikilvægu hlutverki Ríbósakjarnsýra. Ef við lítum á mRNA er nauðsynlegt að hafa í huga að eftir að uppskrift aðal uppbygging getur verið mismunandi. Sem röð af núkleótíðunum í genum um það sama. En á mismunandi vefjum mRNA birst punktbreytingar, innsetningar, eða einfaldlega tap mun eiga sér stað pör. Sem dæmi má nefna að frá náttúrunni geta leitt apoprotein B, mynda í frumum í smáþörmum og lifur. Hvað er að breyta munur? The útgáfa framleidd af þörmum, hefur 2152 amínósýrur. En efni lifur útgáfa státar 4563 innstæður! Og þrátt fyrir þessum mun, höfum við einmitt apoprotein B.

Breytingar á mRNA stöðugleika

Við höfum nánast komist að þeirri niðurstöðu að það var hægt að gera í prótínum og fjölpeptíðum. En við skulum andlit það líta enn á hvernig hægt er að fasta mRNA stöðugleika. Til að gera þetta, fyrst það verður að yfirgefa kjarna og fá út úr umfryminu. Þetta er komið í gegnum núverandi svitahola. Fjölmargar mRNA er klofinn af núkleösum. Þeir sem flýja þetta örlög, skipuleggja fléttur með prótein. Líftími heilkjömungafrumuvírus mRNA breytilegt yfir a breiður svið (allt að nokkra daga). Ef stöðugleika mRNA, þá á föstu gengi má að aukin fjöldi nýstofnað prótein vöru. genatjáningu stigi í þessu tilfelli er ekki breytt, en meira um vert, líkaminn mun starfa með meiri skilvirkni. Notkun sameindalíffræði tækni, sem kemur síðas vara er hægt að dulmáli, sem mun hafa veruleg líftíma. Þannig, til dæmis, er hægt að búa til í er p-globin að virka um tíu klukkustundir (þetta er mjög mikið fyrir það).

ferlið hraða

Það er talið í almenna genatjáningu kerfi. Nú er það aðeins til að bæta fyrirliggjandi upplýsingar, þekkingu á því hvernig fljótur ferla, auk langvarandi prótein. Við skulum segja að stjórn genatjáningu halda. Það skal tekið fram að áhrif á gengi telst ekki aðal aðferð við reglugerð fjölbreytni og magn prótein. Þótt breyting þess í því skyni að ná þessu markmiði er enn notað. Sem dæmi má nefna að nýmynda prótínafurð grisjurauðkomum. Blóðmyndandi fruma aðgreining á the láréttur flötur sviptir kirni (og þar með DNA). Magn genatjáningu reglugerð almennt eru byggð eftir einhvers konar tengingu möguleika til að taka virkan áhrif áframhaldandi ferli.

Lengd

Þegar prótein er tilbúið, sá tími sem hann mun lifa veltur á próteasa. Það er ekki hægt að kalla nákvæmlega og unnt er, því að í þessu tilfelli á bilinu frá nokkrum klukkustundum til a par af ár. prótfnsundrun hraði er mjög breytilegt, eftir því hvað klefi það er. Ensím sem geta hvatað ferli tilhneigingu til fljótt "er notað." Vegna þessa, þeir eru einnig búin til af líkamanum í miklu magni. Einnig á prótein líftíma geta haft áhrif á lífeðlisleg ástand líkamans. Einnig, ef gallaða vöru hefur verið búið til, það verður fljótt út á öryggiskerfinu. Þannig getum við öryggi segja að það eina sem við getum sagt - þetta er bara venjulegt líftími fæst á rannsóknarstofu.

niðurstaða

Þetta svæði er mjög efnilegur. Til dæmis, þá hugtakið erlendra gen geta hjálpað til við að lækna arfgenga sjúkdóma og útrýma neikvæðum stökkbreytingu. Þrátt fyrir tilvist víðtæka þekkingu á efni, getum við öryggi segja að mannkynið er enn aðeins í upphafi. Erfðatækni aðeins nýlega lært að úthluta nauðsynlegum hlutum kirni. 20 ár síðan það var einn af stærstu atburðum í vísinda - var búin Dolly sauðfé. Nú rannsóknir verið gerðar á fósturvísa. Við getum sagt með vissu að við erum á þröskuldi framtíðinni, þar sem það eru engin sjúkdóma og lífeðlisleg vanlíðan. En áður en við finnum okkur þar, verður þú að vera mjög gott að vinna í þágu hagsældar.