Gene expression

gene expression to proces, w którym kod genetyczny – Sekwencja nukleotydów – genu jest używany do bezpośredniej syntezy białek i produkcji struktur komórki. Geny kodujące sekwencje aminokwasów są znane jako „geny strukturalne”.

proces ekspresji genów obejmuje dwa główne etapy:

transkrypcja: wytwarzanie Posłańca RNA (mRNA) przez enzym polimerazę RNA i przetwarzanie powstałej cząsteczki mRNA.,

translacja: wykorzystanie mRNA do bezpośredniej syntezy białek, a następnie potranslacyjne przetwarzanie cząsteczki białka.

niektóre geny są odpowiedzialne za produkcję innych form RNA, które odgrywają rolę w translacji, w tym transferowego RNA (tRNA) i rybosomalnego RNA (rRNA).

Gen strukturalny zawiera wiele różnych składników:

• Egzony. Egzony kodują aminokwasy i wspólnie określają sekwencję aminokwasową produktu białkowego., To właśnie te części genu są reprezentowane w końcowej dojrzałej cząsteczce mRNA.
• Introny. Introny są częściami genu, które nie kodują aminokwasów i są usuwane (łączone) z cząsteczki mRNA przed translacją.

regiony kontroli genów

• strona startowa. Strona startowa do transkrypcji.
• promotor. Region kilkuset nukleotydów „w górę” genu (w kierunku końca 5′). Nie jest on transkrybowany do mRNA, ale odgrywa rolę w kontrolowaniu transkrypcji genu., Czynniki transkrypcyjne wiążą się ze specyficznymi sekwencjami nukleotydów w regionie promotora i pomagają w wiązaniu polimeraz RNA.
• Wzmacniacze. Niektóre czynniki transkrypcyjne (zwane aktywatorami) wiążą się z regionami zwanymi „wzmacniaczami”, które zwiększają szybkość transkrypcji. Miejsca te mogą być tysiącami nukleotydów z sekwencji kodujących lub wewnątrz intronu. Niektóre wzmacniacze są warunkowe i działają tylko w obecności innych czynników, a także czynników transkrypcyjnych.
• tłumiki., Niektóre czynniki transkrypcyjne (zwane represorami) wiążą się z regionami zwanymi „tłumikami”, które obniżają Tempo transkrypcji.

Uwaga: termin „ekspresja genów” jest czasami używany w odniesieniu do samej fazy transkrypcji.

transkrypcja

transkrypcja jest procesem syntezy RNA, kontrolowanym przez interakcję promotorów i wzmacniaczy., Wytwarza się kilka różnych rodzajów RNA, w tym RNA messenger (mRNA), który określa sekwencję aminokwasów w produkcie białkowym, Plus transfer RNA (tRNA) i rybosomalny RNA (rRNA), które odgrywają rolę w procesie translacji.

transkrypcja obejmuje cztery etapy:

1. inicjacja. Cząsteczka DNA rozwija się i oddziela, tworząc mały otwarty kompleks. Polimeraza RNA wiąże się z promotorem nici szablonu.
2. wydłużenie. Polimeraza RNA porusza się wzdłuż nici szablonu, syntetyzując cząsteczkę mRNA., U prokariotów polimeraza RNA jest holoenzymem składającym się z szeregu podjednostek, w tym czynnika sigma (czynnika transkrypcyjnego) rozpoznającego promotor. U eukariotów występują trzy polimerazy RNA: I, II I III. proces ten obejmuje mechanizm korekcji.
3. zakończenie. U prokariotów istnieją dwa sposoby zakończenia transkrypcji. W terminacji zależnej od Rho, czynnik białkowy zwany „Rho” jest odpowiedzialny za zakłócenie kompleksu z udziałem nici szablonu, polimerazy RNA i cząsteczki RNA., W terminacji niezależnej od Rho na końcu cząsteczki RNA tworzy się pętla, powodując jej odłączenie. Terminacja u eukariotów jest bardziej skomplikowana, polegająca na dodaniu dodatkowych nukleotydów adeninowych w 3′ transkryptu RNA (proces określany jako poliadenylacja).
4. przetwarzanie. Po transkrypcji cząsteczka RNA jest przetwarzana na wiele sposobów: introny są usuwane, a egzony splatane, tworząc dojrzałą cząsteczkę mRNA składającą się z pojedynczej sekwencji kodującej białko., Synteza RNA obejmuje normalne zasady parowania zasad, ale tyminę zasadową zastępuje uracyl zasadowy.

translacja

w translacji Dojrzała cząsteczka mRNA jest używana jako szablon do montażu szeregu aminokwasów w celu wytworzenia polipeptydu o określonej sekwencji aminokwasów. Kompleks w cytoplazmie, w którym to występuje, nazywa się rybosomem. Rybosomy są mieszaniną białek rybosomalnych i rybosomalnego RNA (rRNA) i składają się z dużej podjednostki i małej podjednostki.,

tłumaczenie składa się z czterech kroków:

1. inicjacja. Mała podjednostka rybosomu wiąże się na końcu 5′ cząsteczki mRNA i porusza się w kierunku 3′, aż spotka się z kodonem początku (AUG). Następnie tworzy kompleks z dużą jednostką kompleksu rybosomu i inicjacyjną cząsteczką tRNA.
2. wydłużenie. Kolejne kodony na cząsteczce mRNA określają, która cząsteczka tRNA związana z aminokwasem wiąże się z mRNA. Transferaza enzymatyczna peptydyl łączy aminokwasy za pomocą wiązań peptydowych., Proces ten trwa, wytwarzając łańcuch aminokwasów, gdy rybosom porusza się wzdłuż cząsteczki mRNA.
3. zakończenie. Tłumaczenie w języku angielskim Kompleks rybosomalny u eukariotów jest większy i bardziej skomplikowany niż u prokariotów. Ponadto procesy transkrypcji i translacji są podzielone u eukariotów między jądro (transkrypcja) i cytoplazmę (translacja), co zapewnia więcej możliwości regulacji ekspresji genów.,
4. Post-translation processing of the protein

Gene regulation

Gene regulation is a label for the cellular processes that control the rate and manner of gene expression. Złożony zestaw interakcji między genami, cząsteczkami RNA, białkami (w tym czynnikami transkrypcyjnymi) i innymi składnikami układu ekspresji określa, kiedy i gdzie konkretne geny są aktywowane oraz ilość wytwarzanego białka lub produktu RNA.,

niektóre geny ulegają ekspresji w sposób ciągły, ponieważ wytwarzają białka zaangażowane w podstawowe funkcje metaboliczne; niektóre geny ulegają ekspresji w procesie różnicowania komórek; a niektóre geny ulegają ekspresji w wyniku różnicowania komórek.

do mechanizmów regulacji genów należą:

• regulujące Tempo transkrypcji. Jest to najbardziej ekonomiczna metoda regulacji.
• regulująca stabilność cząsteczek mRNA.,

czynniki transkrypcyjne są białkami, które odgrywają rolę w regulacji transkrypcji genów poprzez wiązanie się ze specyficznymi sekwencjami nukleotydów regulacyjnych.

powrót do góry

ten utwór jest licencjonowany na licencji Creative Commons.