génexpresszió

génexpresszió az a folyamat, amellyel egy gén genetikai kódját – a nukleotidszekvenciát – egy gén szintézisének irányítására és a sejt szerkezetének előállítására használják. Az aminosavszekvenciákat kódoló géneket “szerkezeti géneknek” nevezik.

a génexpresszió folyamata két fő szakaszból áll:

transzkripció: a messenger RNS (mRNS) előállítása az RNS polimeráz enzimmel, valamint a kapott mRNS molekula feldolgozása.,

fordítás: az mRNS alkalmazása a fehérjeszintézis irányítására, valamint a fehérjemolekula későbbi transzlációs feldolgozása.

egyes gének felelősek a fordításban szerepet játszó RNS egyéb formáinak előállításáért, beleértve a transzfer RNS-t (tRNS) és a riboszomális RNS-t (rRNS).

a szerkezeti gén számos különböző komponenst tartalmaz:

• Exons. Az aminosavak Exons-kódja és együttesen határozza meg a fehérjetermék aminosav-szekvenciáját., A gén ezen részei képviselik a végső Érett mRNS molekulát.
• Introns. Az intronok a gén azon részei, amelyek nem kódolják az aminosavakat, és a fordítás előtt eltávolítják (összekapcsolják) az mRNS molekulából.

Génkontroll régiók

• kezdési hely. A kezdő oldalon átírás.
• promoter. A régió néhány száz nukleotid “upstream” a gén (felé 5 ” vége). Nem írják át mRNS – be, hanem szerepet játszik a gén transzkripciójának szabályozásában., A transzkripciós faktorok a promoter régióban specifikus nukleotidszekvenciákhoz kötődnek, és segítik az RNS polimerázok kötődését.
• Egyes transzkripciós faktorok (úgynevezett aktivátorok) olyan régiókhoz kötődnek, amelyeket “erősítőknek” neveznek, amelyek növelik a transzkripció sebességét. Ezek a helyek lehetnek több ezer nukleotidok a kódolási szekvenciák vagy egy intron. Egyes fokozók feltételesek, csak más tényezők, valamint transzkripciós tényezők jelenlétében működnek.
• hangtompítók., Egyes transzkripciós faktorok (úgynevezett represszorok) a “hangtompítóknak” nevezett régiókhoz kötődnek, amelyek csökkentik a transzkripció sebességét.

megjegyzés: a “génexpresszió” kifejezést néha csak a transzkripciós fázisra utalják.

transzkripció

a transzkripció az RNS szintézis folyamata, amelyet a promoterek és erősítők kölcsönhatása vezérel., Számos különböző típusú RNS keletkezik, beleértve a messenger RNS-t (mRNS), amely meghatározza a fehérjetermékben lévő aminosavak szekvenciáját, valamint a transzport RNS-t (tRNS) és a riboszomális RNS-t (rRNS), amelyek szerepet játszanak a fordítási folyamatban.

A transzkripció négy lépést foglal magában:

1. beavatás. A DNS-molekula leválik és szétválik, hogy egy kis nyílt komplexet képezzen. Az RNS polimeráz kötődik a sablon szál promoteréhez.
2. nyúlás. Az RNS polimeráz a sablon szál mentén mozog, mRNS molekulát szintetizálva., A prokariótákban az RNS polimeráz egy olyan holoenzim, amely számos alegységből áll, beleértve egy sigma-faktort (transzkripciós faktor), amely felismeri a promoter-t. Az eukariótákban három RNS polimeráz van: I, II és III. a folyamat lektorálási mechanizmust tartalmaz.
3. Megszűnés. A prokariótákban kétféle módon lehet megszüntetni a transzkripciót. A Rho-függő végpontban egy “Rho” nevű fehérjefaktor felelős a sablonszálat, az RNS-polimerázt és az RNS-molekulát érintő komplex megzavarásáért., A Rho-független végződésnél az RNS-molekula végén hurok alakul ki, ami önmagában leválik. Az eukarióták megszűnése bonyolultabb, további adenin nukleotidok hozzáadásával az RNS-transzkriptum 3′ – jánál (a poliadenilációnak nevezett folyamat).
4. feldolgozás. A transzkripció után az RNS molekulát számos módon dolgozzák fel: az intronokat eltávolítják, az exonokat pedig összekapcsolják, hogy egy érett mRNS molekulát képezzenek, amely egyetlen fehérje-kódoló szekvenciából áll., Az RNS szintézis magában foglalja a normál alappárosítási szabályokat, de az alap timint az alap uracil helyettesíti.

fordítás

fordításban az érett mRNS molekulát sablonként használják aminosavak sorozatának összeállítására, hogy egy specifikus aminosavszekvenciájú polipeptidet állítsanak elő. A citoplazmában található komplexet riboszómának nevezik. A riboszómák riboszomális fehérjék és riboszomális RNS (rRNS) keveréke, és egy nagy alegységből és egy kis alegységből állnak.,

A fordítás négy lépésből áll:

1. . A riboszóma kis alegysége az mRNS molekula 5′ végén kötődik, és 3′ irányban mozog, amíg meg nem találkozik a start kodonnal (AUG). Ezután komplexet képez a riboszóma komplex nagy egységével és egy iniciációs tRNS molekulával.
2. nyúlás. Az mRNS molekula későbbi kodonjai meghatározzák, hogy melyik tRNS-molekula kapcsolódik egy aminosavhoz az mRNS-hez. Egy enzim peptidil-transzferáz összekapcsolja az aminosavakat peptidkötésekkel., A folyamat folytatódik, aminosavláncot hozva létre, amikor a riboszóma az mRNS molekula mentén mozog.
3. Megszűnés. Fordítás megszűnik, ha a riboszomális komplex elérte egy vagy több stop kodonok (UAA, UAG, UGA). Az eukariótákban a riboszomális komplex nagyobb és bonyolultabb, mint a prokariótákban. Ezenkívül a transzkripciós és fordítási folyamatok eukariótákban oszlanak meg a mag (transzkripció) és a citoplazma (fordítás) között, ami több lehetőséget biztosít a génexpresszió szabályozására.,
4. A

génszabályozás

a génszabályozás azon sejtfolyamatok címkéje, amelyek szabályozzák a génexpresszió sebességét és módját. A gének, RNS-molekulák, fehérjék (beleértve a transzkripciós faktorokat) és az expressziós rendszer egyéb komponensei közötti kölcsönhatások komplex halmaza határozza meg, hogy mikor és hol aktiválódnak a specifikus gének, valamint a termelt fehérje-vagy RNS-termék mennyisége.,

egyes gének folyamatosan expresszálódnak, mivel az alapvető metabolikus funkciókban részt vevő fehérjéket termelnek; egyes géneket a sejtdifferenciálás folyamatának részeként fejeznek ki; egyes géneket a sejtdifferenciálás eredményeként fejeznek ki.

a génszabályozás mechanizmusai a következők:

• a transzkripció sebességének szabályozása. Ez a leggazdaságosabb szabályozási módszer.
• az RNS-molekulák feldolgozásának szabályozása, beleértve az alternatív splicinget, hogy egynél több fehérjeterméket egyetlen génből állítsanak elő.
• az mRNS molekulák stabilitásának szabályozása.,
• A fordítás sebességének szabályozása.

a transzkripciós faktorok olyan fehérjék, amelyek szerepet játszanak a gének transzkripciójának szabályozásában azáltal, hogy specifikus szabályozó nukleotidszekvenciákhoz kötődnek.

vissza a tetejére

Ez a munka Creative Commons licenc alatt engedélyezett.