Genovou expresi

Genová exprese je proces, při kterém se genetický kód – sekvence nukleotidů – gen se používá pro přímou syntézu bílkovin a výrobu struktur buňky. Geny, které kódují aminokyselinové sekvence, jsou známé jako „strukturální geny“.

proces genové exprese zahrnuje dvě hlavní fáze:

Přepis: výroba messenger RNA (mRNA) pomocí enzymu RNA polymerázy, a zpracování výsledné mRNA molekuly.,

překlad: použití mRNA k přímé syntéze bílkovin a následné posttranslační zpracování proteinové molekuly.

Některé geny, které jsou odpovědné za produkci jiných forem RNA, které hrají roli v překladu, včetně transferová RNA (tRNA) a ribozomální RNA (rRNA).

strukturní Gen zahrnuje řadu různých složek:

• Exons. Exons kód pro aminokyseliny a společně určují aminokyselinovou sekvenci proteinového produktu., Právě tyto části genu jsou zastoupeny v konečné zralé molekule mRNA.
• Introns. Introny jsou části genu, které kódují aminokyseliny, a jsou před překladem odstraněny (spojeny) z molekuly mRNA.

oblasti kontroly genů

• Úvodní stránka. Výchozí místo pro přepis.
• promotér. Oblast několik set nukleotidů „proti proudu“ genu (směrem k 5′ konci). Není přepsán na mRNA, ale hraje roli při kontrole transkripce genu., Transkripční faktory se vážou na specifické nukleotidové sekvence v promotorové oblasti a pomáhají při vazbě RNA polymeráz.
• enhancery. Některé transkripční faktory (nazývané aktivátory) se vážou na oblasti zvané „zesilovače“, které zvyšují rychlost transkripce. Tato místa mohou být tisíce nukleotidů z kódovacích sekvencí nebo uvnitř intronu. Některé zesilovače jsou podmíněné a fungují pouze za přítomnosti dalších faktorů, stejně jako transkripčních faktorů.
• tlumiče hluku., Některé transkripční faktory (nazývané represory) se vážou na oblasti zvané „tlumiče“, které potlačují rychlost transkripce.

Poznámka: termín „genová exprese“ se někdy používá k označení samotné transkripční fáze.

Přepis

Transkripce je proces syntézy RNA, řízené interakce promotorů a enhancerů., Několik různých typů RNA jsou vyráběny, včetně messenger RNA (mRNA), která určuje pořadí aminokyselin v proteinu produktu, plus transfer RNA (tRNA) a ribozomální RNA (rRNA), které hrají roli v procesu překladu.

přepis zahrnuje čtyři kroky:

1. zahájení. Molekula DNA se odvíjí a odděluje, aby vytvořila malý otevřený komplex. RNA polymeráza se váže na promotor vlákna šablony.
2. prodloužení. RNA polymeráza se pohybuje podél vlákna šablony a syntetizuje molekulu mRNA., V prokaryotes RNA polymeráza je holoenzyme skládající se z několika podjednotek, včetně sigma faktor (transkripční faktor), který uznává, pořadatel. U eukaryot existují tři RNA polymerázy: I, II a III. Proces zahrnuje korektury mechanismus.
3. ukončení. V prokaryotách existují dva způsoby, jak je transkripce ukončena. Při Rho-dependentním ukončení je proteinový faktor zvaný “ Rho “ zodpovědný za narušení komplexu zahrnujícího vlákno šablony, RNA polymerázu a molekulu RNA., Při Rho-nezávislém ukončení se na konci molekuly RNA vytvoří smyčka, což způsobí, že se oddělí. Ukončení eukaryot je komplikovanější, zahrnující přidání dalších adenin nukleotidů na 3′ transkriptu RNA (proces označovaný jako polyadenylace).
4. zpracování. Po transkripci je molekula RNA zpracována několika způsoby: introny jsou odstraněny a exony jsou spojeny dohromady, aby vytvořily zralou molekulu mRNA sestávající z jediné sekvence kódování bílkovin., Syntéza RNA zahrnuje normální základní pravidla párování, ale základní thymin je nahrazen základním uracilem.

Překladem

V překladu zralé mRNA molekuly se používá jako šablonu sestavit řadu aminokyselin k výrobě polypeptidu se specifickou sekvencí aminokyselin. Komplex v cytoplazmě, při kterém k tomu dochází, se nazývá ribozom. Ribozomy jsou směsí ribozomálních proteinů a ribozomální RNA (rRNA) a skládají se z velké podjednotky a malé podjednotky.,

překlad zahrnuje čtyři kroky:

1. zahájení. Malá podjednotka ribozomu se váže na 5 ‚konci molekuly mRNA a pohybuje se ve směru 3‘, dokud nesplní počáteční kodon (AUG). Pak tvoří komplex s velkou jednotkou ribozomového komplexu a iniciační molekulou tRNA.
2. prodloužení. Následující kodony na molekule mRNA určují, která molekula tRNA spojená s aminokyselinou se váže na mRNA. Enzym peptidyltransferáza spojuje aminokyseliny dohromady pomocí peptidových vazeb., Proces pokračuje a produkuje řetězec aminokyselin, když se ribozom pohybuje podél molekuly mRNA.
3. ukončení. Překlad ukončen, když ribozomální komplex dosáhl jednoho nebo více stop kodonů (UAA, UAG, UGA). Ribozomální komplex v eukaryotách je větší a komplikovanější než u prokaryot. Kromě toho, procesy transkripce a translace jsou rozděleny do eukaryot mezi jádrem (transkripce) a cytoplazmy (překlad), což vám poskytuje více možností pro regulaci genové exprese.,
4. Post-zpracování překladu z proteinů.

Gene nařízení

Gene nařízení je označení pro buněčné procesy, které kontrolují rychlost a způsob genové exprese. Složitý soubor interakcí mezi geny, molekuly RNA, proteiny (včetně transkripčních faktorů) a další komponenty pro výraz systém, určit, kdy a kde konkrétní geny jsou aktivovány a množství proteinu nebo RNA produkt vyrábí.,

Některé geny jsou exprimovány kontinuálně, jak oni produkují bílkoviny podílející se na základní metabolické funkce; některé geny jsou vyjádřeny jako část procesu buněčné diferenciace; a některé geny jsou vyjádřeny jako výsledek diferenciace buněk.

mechanismy genové regulace zahrnují:

• regulující rychlost transkripce. Jedná se o nejekonomičtější způsob regulace.
• regulující zpracování molekul RNA, včetně alternativního sestřihu k produkci více než jednoho proteinového produktu z jednoho genu.
• regulující stabilitu molekul mRNA.,
• upravující rychlost překladu.

transkripční faktory jsou proteiny, které hrají roli při regulaci transkripce genů vazbou na specifické regulační nukleotidové sekvence.

zpět na začátek

tato práce je licencována pod licencí Creative Commons.