genekspression

genekspression er den proces, hvormed den genetiske kode – nukleotidsekvensen – af et gen bruges til at dirigere proteinsyntese og producere cellens strukturer. Gener, der koder for aminosyresekvenser, er kendt som’strukturelle gener’.

processen med genekspression involverer to hovedfaser:

transkription: produktionen af messenger RNA (mRNA) af en .ymet RNA-polymerase og behandlingen af det resulterende mRNA-molekyle.,

Oversættelse: brugen af mRNA til direkte proteinsyntese og den efterfølgende post-translationelle behandling af proteinmolekylet.

nogle gener er ansvarlige for produktionen af andre former for RNA, der spiller en rolle i oversættelse, herunder transfer RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA).

et strukturelt gen involverer en række forskellige komponenter:

• Eksoner. E .ons kode for aminosyrer og kollektivt bestemme aminosyresekvensen af proteinproduktet., Det er disse dele af genet, der er repræsenteret i det endelige modne mRNA-molekyle.
• introner. Introner er dele af genet, der ikke koder for aminosyrer, og fjernes (splejses) fra mRNA-molekylet før oversættelse.

Genkontrolregioner

• startsted. En start site for transskription.
• en promotor. Et område et par hundrede nukleotider ‘opstrøms’ af genet (mod 5′ ende). Det transkriberes ikke til mRNA, men spiller en rolle i kontrollen af transkriptionen af genet., Transkriptionsfaktorer binder til specifikke nukleotidsekvenser i promotorregionen og hjælper med bindingen af RNA-polymeraser.
• forstærkere. Nogle transkriptionsfaktorer (kaldet aktivatorer) binder til regioner kaldet ‘enhancers’, der øger transkriptionshastigheden. Disse steder kan være tusinder af nukleotider fra de kodende sekvenser eller inden for en intron. Nogle forstærkere er betingede og fungerer kun i nærvær af andre faktorer såvel som transkriptionsfaktorer.
• lyddæmpere., Nogle transkriptionsfaktorer (kaldet repressors) binder til regioner kaldet ‘lyddæmpere’, der nedtrykker transkriptionshastigheden.

Bemærk: udtrykket ‘genekspression’ bruges undertiden til at henvise til transkriptionsfasen alene.

transkription

transkription er processen med RNA-syntese, styret af interaktionen mellem promotorer og forstærkere., Flere forskellige typer RNA produceres, herunder messenger RNA (mRNA), som specificerer sekvensen af aminosyrer i proteinproduktet, plus transfer RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA), som spiller en rolle i oversættelsesprocessen.

transkription involverer fire trin:

1. initiering. DNA-molekylet afvikles og adskilles for at danne et lille åbent kompleks. RNA-polymerase binder til promotoren af skabelonstrengen.
2. forlængelse. RNA-polymerase bevæger sig langs skabelonstrengen og syntetiserer et mRNA-molekyle., I prokaryoter er RNA-polymerase et holoen .ym bestående af en række underenheder, herunder en sigma-faktor (transkriptionsfaktor), der genkender promotoren. I eukaryoter er der tre RNA-polymeraser: i, II og III. processen indbefatter en korrekturlæsningsmekanisme.
3. opsigelse. I prokaryoter er der to måder, hvorpå transkription afsluttes. Ved Rho-afhængig terminering er en proteinfaktor kaldet “Rho” ansvarlig for at forstyrre komplekset, der involverer skabelonstrengen, RNA-polymerase og RNA-molekylet., Ved Rho-uafhængig afslutning dannes en sløjfe i slutningen af RNA-molekylet, hvilket får det til at løsne sig selv. Afslutning i eukaryoter er mere kompliceret, involverer tilsætning af yderligere adeninnukleotider ved 3 ‘ af RNA-transkriptet (en proces kaldet polyadenylering).
4. behandling. Efter transkription behandles RNA-molekylet på en række måder: introner fjernes, og eksonerne splejses sammen for at danne et modent mRNA-molekyle bestående af en enkelt proteinkodende sekvens., RNA-syntese involverer de normale basisparringsregler, men basen thymin erstattes med basen uracil.

Oversættelse

i oversættelse anvendes det modne mRNA-molekyle som en skabelon til at samle en række aminosyrer til fremstilling af et polypeptid med en specifik aminosyresekvens. Komplekset i cytoplasmaet, hvor dette forekommer, kaldes et ribosom. Ribosomer er en blanding af ribosomale proteiner og ribosomalt RNA (rRNA), og består af en stor underenhed og en lille underenhed.,

Oversættelse indebærer fire trin:

1. Indledning. Den lille underenhed af ribosomet binder ved 5 ‘- enden af mRNA-molekylet og bevæger sig i en 3’ – retning, indtil den møder en startkodon (AUG). Det danner derefter et kompleks med den store enhed af ribosomkomplekset og et initieringstrna-molekyle.
2. forlængelse. Efterfølgende kodoner på mRNA-molekylet bestemmer, hvilket tRNA-molekyle der er knyttet til en aminosyre binder til mRNA. Et en .ympeptidyltransferase forbinder aminosyrerne sammen ved hjælp af peptidbindinger., Processen fortsætter og producerer en kæde af aminosyrer, når ribosomet bevæger sig langs mRNA-molekylet.
3. opsigelse. Oversættelse i afsluttes, når ribosomal kompleks nåede et eller flere stop codons (UAA, UAG, UGA). Det ribosomale kompleks i eukaryoter er større og mere kompliceret end i prokaryoter. Desuden er processerne for transkription og translation opdelt i eukaryoter mellem kernen (transkription) og cytoplasma (translation), hvilket giver flere muligheder for regulering af genekspression.,
4. post-translation behandling af proteinet

genregulering

genregulering er en etiket for de cellulære processer, der styrer hastigheden og måden af genekspression. Et komplekst sæt interaktioner mellem gener, RNA-molekyler, proteiner (inklusive transkriptionsfaktorer) og andre komponenter i ekspressionssystemet bestemmer, hvornår og hvor specifikke gener aktiveres, og mængden af protein eller RNA-produkt, der produceres.,nogle gener udtrykkes kontinuerligt, da de producerer proteiner involveret i basale metaboliske funktioner; nogle gener udtrykkes som en del af processen med celledifferentiering; og nogle gener udtrykkes som et resultat af celledifferentiering.

mekanismer for genregulering inkluderer:

• regulering af transkriptionshastigheden. Dette er den mest økonomiske metode til regulering.
• regulering af behandlingen af RNA-molekyler, herunder alternativ splejsning til fremstilling af mere end et proteinprodukt fra et enkelt gen.
• regulering af stabiliteten af mRNA-molekyler.,
• regulering af oversættelseshastigheden.transkriptionsfaktorer er proteiner, der spiller en rolle i reguleringen af transkriptionen af gener ved at binde til specifikke regulatoriske nukleotidsekvenser.

  Tilbage til toppen

  

  Dette værk er licenseret under en Creative Commons Licens.