genuttryck

genuttryck är den process genom vilken den genetiska koden – nukleotidsekvensen – av en gen används för att styra proteinsyntesen och producera cellens strukturer. Gener som kodar för aminosyrasekvenser kallas ”strukturella gener”.

processen för genuttryck innefattar två huvudfaser:

transkription: produktionen av messenger RNA (mRNA) av enzymet RNA-polymeras och bearbetningen av den resulterande mRNA-molekylen.,

Translation: användningen av mRNA för att styra proteinsyntesen och den efterföljande post-translationella bearbetningen av proteinmolekylen.

vissa gener är ansvariga för produktionen av andra former av RNA som spelar en roll i översättning, inklusive transfer RNA (tRNA) och ribosomal RNA (rRNA).

en strukturell gen innefattar ett antal olika komponenter:

• exoner. Exons kod för aminosyror och kollektivt bestämma aminosyrasekvensen av proteinprodukten., Det är dessa delar av genen som representeras i slutlig mogen mRNA-molekyl.
• Introner. Introner är delar av genen som inte kodar för aminosyror och avlägsnas (skarvas) från mRNA-molekylen före översättning.

genkontrollregioner

• Startsida. En startsida för transkription.
• en promotor. En region några hundra nukleotider ”uppströms” av genen (mot 5′ slutet). Det transkriberas inte till mRNA, men spelar en roll för att kontrollera transkriptionen av genen., Transkriptionsfaktorer binder till specifika nukleotidsekvenser i promotorregionen och bidrar till bindningen av RNA-polymeraser.
• förstärkare. Vissa transkriptionsfaktorer (kallade aktivatorer) binder till regioner som kallas ”förstärkare” som ökar transkriptionshastigheten. Dessa platser kan vara tusentals nukleotider från kodningssekvenserna eller inom en intron. Vissa förstärkare är villkorliga och fungerar endast i närvaro av andra faktorer samt transkriptionsfaktorer.
• ljuddämpare., Vissa transkriptionsfaktorer (kallade förtryckare) binder till regioner som kallas ”ljuddämpare” som sänker transkriptionshastigheten.

Obs: termen ”genuttryck” används ibland för att hänvisa till transkriptionsfasen ensam.

transkription

transkription är processen för RNA-syntes, kontrollerad av interaktionen mellan promotorer och förstärkare., Flera olika typer av RNA produceras, inklusive messenger RNA (mRNA), som anger sekvensen av aminosyror i proteinprodukten, plus transfer RNA (tRNA) och ribosomal RNA (rRNA), som spelar en roll i översättningsprocessen.

transkription innebär fyra steg:

1. initiering. DNA-molekylen avlindas och separeras för att bilda ett litet öppet komplex. RNA polymeras binder till promotorn av mallsträngen.
2. förlängning. RNA-polymeras rör sig längs mallsträngen och syntetiserar en mRNA-molekyl., I prokaryoter är RNA-polymeras ett holoenzym bestående av ett antal subenheter, inklusive en sigma-faktor (transkriptionsfaktor) som känner igen promotorn. I eukaryoter finns tre RNA-polymeraser: I, II och III. processen innefattar en korrekturläsningsmekanism.
3. uppsägning. I prokaryoter finns det två sätt på vilka transkription avslutas. I Rho-beroende uppsägning är en proteinfaktor som kallas ”Rho” ansvarig för att störa komplexet som involverar mallsträngen, RNA-polymeras och RNA-molekylen., I Rho-oberoende uppsägning bildas en slinga i slutet av RNA-molekylen, vilket gör att den lossnar sig själv. Uppsägning i eukaryoter är mer komplicerat, vilket innebär tillsats av ytterligare adeninnukleotider vid 3′ av RNA-transkriptet (en process som kallas polyadenylering).
4. bearbetning. Efter transkription behandlas RNA-molekylen på ett antal sätt: introner avlägsnas och exonerna skarvas ihop för att bilda en mogen mRNA-molekyl bestående av en enda proteinkodningssekvens., RNA-syntes innefattar de normala basparningsreglerna, men bastyminet ersätts med basen uracil.

Translation

i översättning används den mogna mRNA-molekylen som mall för att montera en serie aminosyror för att producera en polypeptid med en specifik aminosyrasekvens. Komplexet i cytoplasman vid vilken detta inträffar kallas en ribosom. Ribosomer är en blandning av ribosomala proteiner och ribosomalt RNA (rRNA) och består av en stor subenhet och en liten subenhet.,

Translation omfattar fyra steg:

1. initiering. Den lilla subenheten av ribosomen binder vid 5 ’änden av mRNA-molekylen och rör sig i en 3’ riktning tills den möter en startkodon (AUG). Det bildar sedan ett komplex med den stora enheten i ribosomkomplexet och en initierings tRNA-molekyl.
2. förlängning. Efterföljande kodon på mRNA-molekylen bestämmer vilken tRNA-molekyl som är kopplad till en aminosyra som binder till mRNA. Ett enzym peptidyltransferas länkar aminosyrorna tillsammans med peptidbindningar., Processen fortsätter och producerar en kedja av aminosyror när ribosomen rör sig längs mRNA-molekylen.
3. uppsägning. Översättning avslutas när ribosomala komplexet nådde en eller flera stopp kodon (UAA, UAG, UGA). Ribosomalkomplexet i eukaryoter är större och mer komplicerat än i prokaryoter. Dessutom är processerna för transkription och översättning uppdelade i eukaryoter mellan kärnan (transkription) och cytoplasman (översättning), vilket ger fler möjligheter till reglering av genuttryck.,
4. efteröversättning bearbetning av proteinet

genreglering

genreglering är en etikett för de cellulära processer som styr hastigheten och sättet för genuttryck. En komplex uppsättning interaktioner mellan gener, RNA-molekyler, proteiner (inklusive transkriptionsfaktorer) och andra komponenter i expressionssystemet bestämmer när och var specifika gener aktiveras och mängden protein eller RNA-produkt som produceras.,

vissa gener uttrycks kontinuerligt, eftersom de producerar proteiner som är involverade i grundläggande metaboliska funktioner; vissa gener uttrycks som en del av celldifferentieringsprocessen; och vissa gener uttrycks som ett resultat av celldifferentiering.

mekanismer för genreglering inkluderar:

• reglerar transkriptionshastigheten. Detta är den mest ekonomiska metoden för reglering.
• reglerar behandlingen av RNA-molekyler, inklusive alternativ skarvning för att producera mer än en proteinprodukt från en enda gen.
• reglerar stabiliteten hos mRNA-molekyler.,
• reglera översättningshastigheten.

transkriptionsfaktorer är proteiner som spelar en roll för att reglera transkriptionen av gener genom att binda till specifika regulatoriska nukleotidsekvenser.

tillbaka till toppen

detta verk är licensierat under en Creative Commons-licens.