معلومة

10.2: تنظيم التعبير الجيني - علم الأحياء


ما سوف تتعلم القيام به: تحديد مصطلح التنظيم كما ينطبق على الجينات

لكي تعمل الخلية بشكل صحيح ، يجب تصنيع البروتينات الضرورية في الوقت المناسب. تسمى عملية تشغيل الجين لإنتاج الحمض النووي الريبي والبروتين التعبير الجيني. ولكي يحدث هذا ، يجب أن تكون هناك آلية للتحكم في الوقت الذي يتم فيه التعبير عن الجين لتكوين الحمض النووي الريبي والبروتين ، وكمية البروتين التي يتم إنتاجها ، وعندما يحين الوقت للتوقف عن صنع هذا البروتين لأنه لم تعد هناك حاجة إليه.

تنظيم التعبير الجيني يحافظ على الطاقة والفضاء. يتطلب الأمر قدرًا كبيرًا من الطاقة للكائن الحي للتعبير عن كل جين في جميع الأوقات ، لذلك من الأفضل استخدام الطاقة لتشغيل الجينات فقط عندما تكون مطلوبة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التعبير عن مجموعة فرعية من الجينات في كل خلية فقط يوفر مساحة لأنه يجب فك الحمض النووي من هيكله الملفوف بإحكام لنسخ وترجمة الحمض النووي. يجب أن تكون الخلايا هائلة إذا تم التعبير عن كل بروتين في كل خلية طوال الوقت.

إن التحكم في التعبير الجيني معقد للغاية. تؤدي الأعطال في هذه العملية إلى الإضرار بالخلية ويمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالعديد من الأمراض ، بما في ذلك السرطان.

أهداف التعلم

  • ناقش لماذا لا تعبر كل خلية عن جميع جيناتها
  • قارن بين تنظيم الجينات بدائية النواة وحقيقية النواة

التعبير عن الجينات

تنظيم الجينات يجعل الخلايا مختلفة

تنظيم الجينات هي الطريقة التي تتحكم بها الخلية في أي الجينات ، من بين العديد من الجينات في جينومها ، "قيد التشغيل" (أعربت). بفضل التنظيم الجيني ، يمتلك كل نوع خلية في جسمك مجموعة مختلفة من الجينات النشطة - على الرغم من حقيقة أن جميع خلايا الجسم تقريبًا تحتوي على نفس الحمض النووي بالضبط. تتسبب هذه الأنماط المختلفة من التعبير الجيني في احتواء أنواع الخلايا المختلفة على مجموعات مختلفة من البروتينات ، مما يجعل كل نوع خلية متخصصًا بشكل فريد للقيام بعمله. في النهاية ، يمكن أن يتضمن التعبير الجيني تغييرات في النسخ أو الترجمة ، ولكن في حقيقيات النوى ، يحدث معظم التحكم في التعبير الجيني عند النسخ.

على سبيل المثال ، تتمثل إحدى وظائف الكبد في إزالة المواد السامة مثل الكحول من مجرى الدم. للقيام بذلك ، تعبر خلايا الكبد عن جينات تشفر وحدات فرعية (قطع) من إنزيم يسمى نازع هيدروجين الكحول. هذا الإنزيم يكسر الكحول إلى جزيء غير سام. الخلايا العصبية في دماغ الشخص لا تزيل السموم من الجسم ، لذلك فإنها تحافظ على هذه الجينات دون التعبير عنها ، أو "معطلة". وبالمثل ، لا ترسل خلايا الكبد إشارات باستخدام النواقل العصبية ، لذا فهي تحافظ على جينات الناقل العصبي معطلة (الشكل 1).

هناك العديد من الجينات الأخرى التي يتم التعبير عنها بشكل مختلف بين خلايا الكبد والخلايا العصبية (أو أي نوعين من الخلايا في كائن متعدد الخلايا مثلك).

كيف "تقرر" الخلايا أي الجينات تعمل؟

الآن هناك سؤال صعب! تعبر أنواع الخلايا المختلفة عن مجموعات مختلفة من الجينات ، كما رأينا أعلاه. ومع ذلك ، قد تحتوي خليتان مختلفتان من نفس النوع أيضًا على أنماط تعبير جيني مختلفة اعتمادًا على بيئتها وحالتها الداخلية.

بشكل عام ، يمكننا القول أن نمط التعبير الجيني للخلية يتم تحديده من خلال المعلومات الواردة من داخل الخلية وخارجها.

  • أمثلة على المعلومات من داخل الخلية: البروتينات التي ورثتها من خليتها الأم ، وما إذا كان حمضها النووي تالفًا ، ومقدار ATP الموجود فيها.
  • أمثلة على المعلومات من في الخارج الخلية: الإشارات الكيميائية من الخلايا الأخرى ، والإشارات الميكانيكية من المصفوفة خارج الخلية ، ومستويات المغذيات.

كيف تساعد هذه الإشارات الخلية على "تحديد" الجينات المراد التعبير عنها؟ لا تتخذ الخلايا قرارات بمعنى أنك أو أنا. بدلاً من ذلك ، لديهم مسارات جزيئية تحول المعلومات - مثل ارتباط إشارة كيميائية بمستقبلاتها - إلى تغيير في التعبير الجيني.

كمثال ، دعنا نفكر في كيفية استجابة الخلايا لعوامل النمو. عامل النمو هو إشارة كيميائية من خلية مجاورة ترشد الخلية المستهدفة إلى النمو والانقسام. يمكننا القول أن الخلية "تلاحظ" عامل النمو و "تقرر" الانقسام ، ولكن كيف تحدث هذه العمليات بالفعل؟

  • تكتشف الخلية عامل النمو من خلال الارتباط المادي لعامل النمو ببروتين المستقبل على سطح الخلية.
  • يؤدي ارتباط عامل النمو إلى تغيير شكل المستقبل ، مما يؤدي إلى سلسلة من الأحداث الكيميائية في الخلية التي تنشط بروتينات تسمى عوامل النسخ.
  • ترتبط عوامل النسخ بتسلسلات معينة من الحمض النووي في النواة وتسبب نسخ الجينات المرتبطة بانقسام الخلية.
  • منتجات هذه الجينات هي أنواع مختلفة من البروتينات التي تجعل الخلية تنقسم (تدفع نمو الخلية و / أو تدفع الخلية إلى الأمام في دورة الخلية).

هذا مجرد مثال واحد على كيفية قيام الخلية بتحويل مصدر المعلومات إلى تغيير في التعبير الجيني. هناك العديد من الآخرين ، وفهم منطق تنظيم الجينات هو مجال البحث المستمر في علم الأحياء اليوم.

تعتبر إشارات عامل النمو معقدة وتنطوي على تنشيط مجموعة متنوعة من الأهداف ، بما في ذلك عوامل النسخ وبروتينات عامل عدم النسخ.

أهداف التعلم

  • تنظيم الجينات هو عملية التحكم في الجينات الموجودة في الحمض النووي للخلية التي يتم التعبير عنها (تستخدم لصنع منتج وظيفي مثل البروتين).
  • قد تعبر الخلايا المختلفة في كائن متعدد الخلايا عن مجموعات مختلفة جدًا من الجينات ، على الرغم من أنها تحتوي على نفس الحمض النووي.
  • تحدد مجموعة الجينات المعبر عنها في الخلية مجموعة البروتينات و RNAs الوظيفية التي تحتوي عليها ، مما يمنحها خصائصها الفريدة.
  • في حقيقيات النوى مثل البشر ، يتضمن التعبير الجيني العديد من الخطوات ، ويمكن أن يحدث تنظيم الجينات في أي من هذه الخطوات. ومع ذلك ، يتم تنظيم العديد من الجينات في المقام الأول على مستوى النسخ.

[تكشف-الإجابة q = ”915423 ″] إظهار المراجع [/ تكشف-الإجابة]
[إجابة مخفية أ = ”915423 ″]

نازعة هيدروجين الكحول. (2016 ، 6 يناير). تم الاسترجاع في 26 أبريل 2016 من ويكيبيديا: https://en.Wikipedia.org/wiki/Alcohol_dehydrogenase.

كوبر ، جي إم (2000). تنظيم النسخ في حقيقيات النوى. في الخلية: نهج جزيئي. سندرلاند ، ماساتشوستس: سينيور أسوشيتس. تم الاسترجاع من www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9904/.

كيمبال ، جون و. (2014 ، 19 أبريل). الجينوم البشري والشمبانزي. في صفحات الأحياء كيمبل. تم الاسترجاع من http://www.biology-pages.info/H/HominoidClade.html.

كلية OpenStax ، علم الأحياء. (2016 ، 23 مارس). تنظيم جين نسخ حقيقيات النوى. في _OpenStax CNX. تم الاسترجاع من http://cnx.org/contents/[email protected]

كلية OpenStax ، علم الأحياء. تنظيم التعبير الجيني. تم الاسترجاع من http://cnx.org/contents/[email protected]

فيليبس ، ت. (2008). تنظيم النسخ والتعبير الجيني في حقيقيات النوى. تعليم الطبيعة, 1(1) ، 199. مأخوذ من http://www.nature.com/scitable/topic...ession-in-1086.

بورفز ، دبليو كيه ، سادافا ، دي إي ، أوريانز ، جي إتش ، وهيلر ، إتش سي. (2003). تنظيم النسخ من التعبير الجيني. في الحياة: علم الأحياء (الطبعة السابعة ، ص 290-296). سندرلاند ، ماساتشوستس: سينيور أسوشيتس.

ريس ، جي بي ، أوري ، إل إيه ، كاين ، إم إل ، واسرمان ، إس إيه ، مينورسكي ، بي في ، وجاكسون ، آر بي (2011). يتم تنظيم التعبير الجيني حقيقيات النوى في مراحل عديدة. في علم الأحياء كامبل (الطبعة العاشرة ، ص 365 - 373). سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا: بيرسون.

[/ إجابة مخفية]

تنظيم الجينات بدائية النواة وحقيقية النواة

لفهم كيفية تنظيم التعبير الجيني ، يجب علينا أولاً أن نفهم كيف يرمز الجين لبروتين وظيفي في الخلية. تحدث العملية في كل من الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة ، ولكن بطريقة مختلفة قليلاً.

الكائنات بدائية النواة هي كائنات وحيدة الخلية تفتقر إلى نواة الخلية ، وبالتالي يطفو حمضها النووي بحرية في سيتوبلازم الخلية. لتجميع البروتين ، تحدث عمليتا النسخ والترجمة في وقت واحد تقريبًا. عندما لا تكون هناك حاجة للبروتين الناتج ، يتوقف النسخ. نتيجة لذلك ، فإن الطريقة الأساسية للتحكم في نوع البروتين وكمية كل بروتين يتم التعبير عنها في خلية بدائية النواة هي تنظيم نسخ الحمض النووي. تحدث جميع الخطوات اللاحقة تلقائيًا. عندما يتطلب الأمر المزيد من البروتين ، يحدث المزيد من النسخ. لذلك ، في الخلايا بدائية النواة ، يكون التحكم في التعبير الجيني في الغالب على مستوى النسخ.

الخلايا حقيقية النواةفي المقابل ، لها عضيات داخل الخلايا تزيد من تعقيدها. في الخلايا حقيقية النواة ، يتم احتواء الحمض النووي داخل نواة الخلية وهناك يتم نسخه إلى الحمض النووي الريبي. ثم يتم نقل الحمض النووي الريبي المركب حديثًا من النواة إلى السيتوبلازم ، حيث تقوم الريبوسومات بترجمة الحمض النووي الريبي إلى بروتين. يتم فصل عمليات النسخ والترجمة ماديًا بواسطة الغشاء النووي ؛ يحدث النسخ فقط داخل النواة ، ولا تحدث الترجمة إلا خارج النواة في السيتوبلازم. يمكن أن يحدث تنظيم التعبير الجيني في جميع مراحل العملية (الشكل 3). قد يحدث التنظيم عندما يفك الحمض النووي ويفكك من النيوكليوسومات لربط عوامل النسخ (جيني المستوى) ، عندما يتم نسخ الحمض النووي الريبي (مستوى النسخ) ، عندما تتم معالجة الحمض النووي الريبي وتصديره إلى السيتوبلازم بعد نسخه (بعد النسخ المستوى) ، عند ترجمة الحمض النووي الريبي إلى بروتين (مستوى متعدية) ، أو بعد صنع البروتين (بعد متعدية مستوى).

تم تلخيص الاختلافات في تنظيم التعبير الجيني بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى في الجدول 1. وتناقش تفاصيل تنظيم التعبير الجيني في هذه الأنواع من الكائنات الحية بالتفصيل في الأقسام اللاحقة.

الجدول 1. الاختلافات في تنظيم التعبير الجيني للكائنات بدائية النواة والكائنات حقيقية النواة
الكائنات بدائية النواةالكائنات حقيقية النواة
نواة تفتقرتحتوي على نواة
تم العثور على الحمض النووي في السيتوبلازميقتصر الحمض النووي على المقصورة النووية
يحدث نسخ الحمض النووي الريبي وتكوين البروتين في وقت واحد تقريبًايحدث نسخ الحمض النووي الريبي قبل تكوين البروتين ، ويحدث في النواة. تحدث ترجمة الحمض النووي الريبي إلى البروتين في السيتوبلازم.
يتم تنظيم التعبير الجيني في المقام الأول على مستوى النسخيتم تنظيم التعبير الجيني على عدة مستويات (الوراثة اللاجينية ، والنسخية ، والمكوكية النووية ، وما بعد النسخ ، والترجمة ، وما بعد الترجمة)

أسئلة الممارسة

يحدث التحكم في التعبير الجيني في الخلايا حقيقية النواة عند أي مستوى (مستويات)؟

  1. فقط مستوى النسخ
  2. المستويات اللاجينية والنسخية
  3. المستويات اللاجينية والنسخية والترجمة
  4. المستويات اللاجينية والنسخية وما بعد النسخ والترجمة وما بعد الترجمة

[إظهار الإجابة q = ”386227 ″] إظهار الإجابة [/ إظهار الإجابة]
[إجابة مخفية أ = ”386227 ″] إجابة د. يحدث التحكم في التعبير الجيني في الخلايا حقيقية النواة على المستويات اللاجينية والنسخية وما بعد النسخ والترجمة وما بعد الترجمة.

[/ إجابة مخفية]

يشير التحكم اللاحق للترجمة إلى:

  1. تنظيم التعبير الجيني بعد النسخ
  2. تنظيم التعبير الجيني بعد الترجمة
  3. السيطرة على التنشيط اللاجيني
  4. الفترة بين النسخ والترجمة

[تكشف-الإجابة q = ”960802 ″] إظهار الإجابة [/ تكشف-الإجابة]
[إجابة مخفية أ = ”960802 ″] الإجابة ب. يشير التحكم اللاحق للترجمة إلى تنظيم التعبير الجيني بعد الترجمة [/ hidden-answer]

تأكد من فهمك

أجب عن السؤال (الأسئلة) أدناه لمعرفة مدى فهمك للموضوعات التي تم تناولها في القسم السابق. هذا الاختبار القصير يفعل ليس احتسب في درجتك في الفصل ، ويمكنك إعادة احتسابها لعدد غير محدود من المرات.

استخدم هذا الاختبار للتحقق من فهمك وتحديد ما إذا كنت تريد (1) دراسة القسم السابق بشكل أكبر أو (2) الانتقال إلى القسم التالي.


16.1 تنظيم التعبير الجيني

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • ناقش لماذا لا تعبر كل خلية عن جميع جيناتها طوال الوقت
  • وصف كيف يحدث تنظيم الجينات بدائية النواة على مستوى النسخ
  • ناقش كيف يحدث تنظيم الجينات حقيقية النواة على المستويات اللاجينية ، والنسخية ، وما بعد النسخ ، والترجمة ، وما بعد الترجمة

لكي تعمل الخلية بشكل صحيح ، يجب تصنيع البروتينات الضرورية في الوقت والمكان المناسبين. تتحكم جميع الخلايا في توليف البروتينات أو تنظمها من المعلومات المشفرة في حمضها النووي. تسمى عملية تشغيل الجين لإنتاج RNA والبروتين التعبير الجيني. سواء في كائن وحيد الخلية بسيط أو كائن معقد متعدد الخلايا ، تتحكم كل خلية في وقت وكيفية التعبير عن جيناتها. لكي يحدث هذا ، يجب أن تكون هناك آليات كيميائية داخلية تتحكم في وقت التعبير عن الجين لتكوين الحمض النووي الريبي والبروتين ، وكمية البروتين التي يتم إنتاجها ، ومتى حان الوقت للتوقف عن صنع هذا البروتين لأنه لم تعد هناك حاجة إليه.

تنظيم التعبير الجيني يحافظ على الطاقة والفضاء. يتطلب الأمر قدرًا كبيرًا من الطاقة للكائن الحي للتعبير عن كل جين في جميع الأوقات ، لذلك من الأفضل استخدام الطاقة لتشغيل الجينات فقط عندما تكون مطلوبة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التعبير عن مجموعة فرعية من الجينات في كل خلية فقط يوفر مساحة لأنه يجب فك الحمض النووي من هيكله الملفوف بإحكام لنسخ وترجمة الحمض النووي. يجب أن تكون الخلايا هائلة إذا تم التعبير عن كل بروتين في كل خلية طوال الوقت.

إن التحكم في التعبير الجيني معقد للغاية. تؤدي الأعطال في هذه العملية إلى الإضرار بالخلية ويمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالعديد من الأمراض ، بما في ذلك السرطان.

بدائية النواة مقابل التعبير الجيني حقيقي النواة

لفهم كيفية تنظيم التعبير الجيني ، يجب علينا أولاً أن نفهم كيف يرمز الجين لبروتين وظيفي في الخلية. تحدث العملية في كل من الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة ، ولكن بطريقة مختلفة قليلاً.

الكائنات بدائية النواة هي كائنات وحيدة الخلية تفتقر إلى نواة الخلية ، وبالتالي فإن الحمض النووي الخاص بها يطفو بحرية في سيتوبلازم الخلية. لتجميع البروتين ، تحدث عمليتا النسخ والترجمة في وقت واحد تقريبًا. عندما لا تكون هناك حاجة للبروتين الناتج ، يتوقف النسخ. نتيجة لذلك ، فإن الطريقة الأساسية للتحكم في نوع البروتين وكمية كل بروتين يتم التعبير عنها في خلية بدائية النواة هي تنظيم نسخ الحمض النووي. تحدث جميع الخطوات اللاحقة تلقائيًا. عندما يتطلب الأمر المزيد من البروتين ، يحدث المزيد من النسخ. لذلك ، في الخلايا بدائية النواة ، يكون التحكم في التعبير الجيني في الغالب على مستوى النسخ.

على النقيض من ذلك ، تحتوي الخلايا حقيقية النواة على عضيات داخل الخلايا تزيد من تعقيدها. في الخلايا حقيقية النواة ، يتم احتواء الحمض النووي داخل نواة الخلية وهناك يتم نسخه إلى الحمض النووي الريبي. ثم يتم نقل الحمض النووي الريبي المركب حديثًا من النواة إلى السيتوبلازم ، حيث تقوم الريبوسومات بترجمة الحمض النووي الريبي إلى بروتين. عمليات النسخ والترجمة منفصلين جسديا عن طريق نسخ الغشاء النووي يحدث فقط داخل النواة ، والترجمة تحدث فقط خارج النواة في السيتوبلازم. يمكن أن يحدث تنظيم التعبير الجيني في جميع مراحل العملية (الشكل 16.2). قد يحدث التنظيم عندما يكون الحمض النووي غير ملفوف ويتم فكه من النيوكليوسومات لربط عوامل النسخ (المستوى اللاجيني) ، عندما يتم نسخ الحمض النووي الريبي (مستوى النسخ) ، عندما تتم معالجة الحمض النووي الريبي وتصديره إلى السيتوبلازم بعد نسخه (مستوى ما بعد النسخ ) ، عند ترجمة الحمض النووي الريبي إلى بروتين (مستوى متعدية) ، أو بعد صنع البروتين (مستوى ما بعد الترجمة).

تم تلخيص الاختلافات في تنظيم التعبير الجيني بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى في الجدول 16.1. تتم مناقشة تنظيم التعبير الجيني بالتفصيل في الوحدات اللاحقة.

الكائنات بدائية النواةالكائنات حقيقية النواة
تفتقر إلى نواة مرتبطة بالغشاءتحتوي على نواة
تم العثور على الحمض النووي في السيتوبلازميقتصر الحمض النووي على المقصورة النووية
يحدث نسخ الحمض النووي الريبي وتكوين البروتين في وقت واحد تقريبًايحدث نسخ الحمض النووي الريبي قبل تكوين البروتين ، ويحدث في النواة. تحدث ترجمة الحمض النووي الريبي إلى البروتين في السيتوبلازم.
يتم تنظيم التعبير الجيني في المقام الأول على مستوى النسخيتم تنظيم التعبير الجيني على عدة مستويات (الوراثة اللاجينية ، والنسخية ، والمكوكية النووية ، وما بعد النسخ ، والترجمة ، وما بعد الترجمة)

اتصال التطور

تطور تنظيم الجينات

يمكن للخلايا بدائية النواة فقط تنظيم التعبير الجيني عن طريق التحكم في كمية النسخ. مع تطور الخلايا حقيقية النواة ، زاد تعقيد التحكم في التعبير الجيني. على سبيل المثال ، مع تطور الخلايا حقيقية النواة جاء تجزئة المكونات الخلوية الهامة والعمليات الخلوية. تم تشكيل منطقة نووية تحتوي على الحمض النووي. تم فصل النسخ والترجمة فعليًا إلى جزأين خلويين مختلفين. لذلك أصبح من الممكن التحكم في التعبير الجيني عن طريق تنظيم النسخ في النواة ، وكذلك من خلال التحكم في مستويات الحمض النووي الريبي (RNA) وترجمة البروتين الموجودة خارج النواة.

يتم تنظيم معظم الجينات للحفاظ على موارد الخلايا. ومع ذلك ، قد تكون العمليات التنظيمية الأخرى دفاعية. تطورت العمليات الخلوية مثل إسكات الجينات لحماية الخلية من العدوى الفيروسية أو الطفيلية. إذا تمكنت الخلية من إيقاف التعبير الجيني بسرعة لفترة قصيرة من الزمن ، فستكون قادرة على النجاة من العدوى عندما لا تستطيع الكائنات الأخرى. لذلك ، طور الكائن الحي عملية جديدة ساعدته على البقاء ، وكان قادرًا على نقل هذا التطور الجديد إلى الأبناء.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة اقتباس مثل هذه.
    • المؤلفون: ماري آن كلارك ، ماثيو دوغلاس ، جونغ تشوي
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: Biology 2e
    • تاريخ النشر: 28 مارس 2018
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/16-1-regulation-of-gene-expression

    © 7 يناير 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    أحدث لائحة

    بيولوجيا تنظيم الجينات بدائية النواة وحقيقية النواة للتخصصات الأولى

    كيف يختلف تنظيم الجينات في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    16 2 ب بيولوجيا التعبير الجيني بدائية النواة مقابل حقيقية النواة

    علم الأحياء 210 علم الوراثة ربيع 1998

    نظرة عامة حول تنظيم الجينات حقيقية النواة مقالة أكاديمية خان

    تنظيم الجينات في علم الوراثة حقيقيات النوى

    تنظيم التعبير الجيني في بدائيات النوى

    لماذا يمكن أن يحدث تنظيم الجينات في الخلايا حقيقية النواة يفعل الشيء نفسه

    بيولوجيا تنظيم الجينات 1510 المبادئ البيولوجية

    تنظيم بيولوجيا التعبير الجيني بلا حدود

    نظرة عامة حول تنظيم الجينات حقيقية النواة مقالة أكاديمية خان

    قبعة Openstax Biology Ch16 للتعبير الجيني

    امتحانات علم الأحياء 4 U الفرق بين بدائية النواة وحقيقية النواة

    بيولوجيا تنظيم الجينات 1510 المبادئ البيولوجية

    السيطرة على التعبير الجيني حقيقيات النوى 2 جين حقيقيات النوى

    تنظيم التعبير الجيني في حقيقيات النوى

    تنظيم التعبير الجيني ppt تنزيل الفيديو عبر الإنترنت

    التنظيم الجيني في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    تنظيم لاك أوبيرون للتعبير الجيني في بدائيات النوى

    8 1 بدائية النواة مقابل التعبير الجيني حقيقية النواة جبل هود

    ندوة حول تنظيم الجينات

    الفصل 18 تنظيم التعبير الجيني عرض باوربوينت

    3 6 2 تنظيم التعبير الجيني

    خطوات التعبير الجيني بدائية النواة

    ملاحظات الفصل 18 الجزء 1 تنظيم بدائيات النوى التعبير الجيني

    المحاضرة 15 مخطط التعبير الجيني بدائية النواة وحقيقية النواة

    ما هو الفرق بين الجين بدائية النواة وحقيقية النواة

    الفصل 16 التحكم في التعبير الجيني في بدائيات النوى جزء لكل تريليون

    نظرة عامة على تنظيم الجينات حقيقية النواة A بدائيات النوى مقابل

    محلول قارن بين التحكم في تنظيم الجينات في حقيقيات النوى

    4 2 تنظيم التعبير الجيني في بدائيات النوى علوم الحياة

    تنظيم الجينات في بدائيات النوى وحقيقيات النوى Quizlet

    الفرق بين التعبير الجيني بدائية النواة وحقيقية النواة

    التعبير الجيني حقيقيات النوى جزء لكل تريليون تنزيل

    كيف يتشابه تنظيم الجينات في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    الاستراتيجيات المشتركة في تنظيم الجينات بين بدائيات النوى و

    12 4 تنظيم الجينات في حقيقيات النوى Libretexts علم الأحياء

    علم الأحياء قارن وتناقض بين تنظيم الجينات في البكتيريا والإنسان

    قانون الجينات 2017 يوتيوب

    مبادئ التعبير الجيني بدائية النواة مقابل حقيقية النواة لـ

    تنظيم التعبير الجيني في حقيقيات النوى

    تنظيم الجينات بدائية النواة لاك أوبيرون وحقيقية النواة

    تنظيم بدائيات النوى وحقيقيات النوى الذي تم حله يصنف Eac

    نظرة عامة حول تنظيم الجينات حقيقية النواة مقالة أكاديمية خان

    بيولوجيا تنظيم الجينات 1510 المبادئ البيولوجية

    Openstax Biology Concepts Ch9 Molecular Biology Top Hat

    رسم تخطيطي لتنظيم الجينات حقيقية النواة

    ما هو الفرق بين الجين بدائية النواة وحقيقية النواة

    محلول قارن بين التحكم في تنظيم الجينات في حقيقيات النوى

    بيولوجيا تنظيم الجينات بدائية النواة للتخصصات 1

    تنظيم الجينات PPT في حقيقيات النوى عرض Powerpoint مجاني

    التعبير الجيني والتعبير الجيني الطفري في بدائيات النوى أ

    نظرة عامة تنظيم الجينات في البكتيريا مقالة أكاديمية خان

    الجينات طبيعتها التعبير والتنظيم

    علم الأحياء 210 علم الوراثة ربيع 1998

    كيف يختلف تنظيم الجينات في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    الحمض النووي الفائق في بدائيات النوى وبكتيريا حقيقيات النوى وبعضها

    المحاضرة 12 التحكم في التعبير الجيني في حقيقيات النوى الفصل 12

    ويكيبيديا تنظيم التعبير الجيني

    تنظيم الجينات نظرية العمليات علم الأحياء الدقيقة Openstax

    1 تم حلها ما هي الاختلافات الرئيسية في النسخ أ

    ويكيبيديا تنظيم التعبير الجيني

    منطق مختلف أساسًا لتنظيم الجينات في حقيقيات النوى و

    يتم تنظيم الجينات البكتيرية في عمليات تعلم العلوم في Scitable

    الاستراتيجيات المشتركة في تنظيم الجينات بين بدائيات النوى و

    Biol2060 تنظيم التعبير الجيني

    10 2 تنظيم التعبير الجيني في بدائيات النوى مقدمة

    التكافل والتطور في أصل الخلية حقيقية النواة

    التحكم في الأنظمة الجينية في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    عيّن الإدخالات الصحيحة في هذا الجدول لمقارنة النسخ بالترجمة

    السيطرة على الجينات التعبير الجيني موسوعة خلايا الجسم

    بيولوجيا تنظيم الجينات بدائية النواة للتخصصات 1

    أرقام الجينات بحجم الجينوم لبعض بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    اكتشاف تنظيم الجينات بدائية النواة مع محاكاة

    تنظيم الجينات حقيقية النواة

    Https Www Lachsa Net Ourpages Auto 2015 1 27 53365164 Ap 20 علم الأحياء 20free 20ch 2012 20key Pdf

    الشبكات التنظيمية RNA للحدود كعنصر تحكم في العشوائية

    التعبير الجيني والتنظيم باوربوينت عرض تقديمي مجاني

    Nptel كيمياء وكيمياء حيوية هيكل ووظائف

    4bby1070 علم الوراثة 15 16 Meera Notes 4bby1070 Kcl Studocu

    التحكم في الأنظمة الجينية في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

    تنظيم التعبير الجيني في حقيقيات النوى

    نظرة عامة على أنظمة التعبير عن البروتين Thermo Fisher Scientific Ru

    ويكي مجلة الطب بنية الجينات حقيقية النواة وبدائية النواة

    آليات وتطور منطق التحكم في بدائية النواة

    تنظيم النسخ السلبي في بدائيات النوى تعلم العلوم

    التحكم في التعبير الجيني

    تحميل طفرات جورجيا القياسية Ppt

    تنظيم التعبير الجيني

    Bio 99 Lect 12 Notes Lecture 12 Cis Trans Gene Regulation and

    أنا الكيمياء الحيوية التعبير الجيني حقيقية النواة والبيولوجيا الجزيئية

    كم عدد النيوكليوتيدات التي تشكل كودون

    دورات تدريبية في برنامج Https Mcb Berkeley Edu Mcb110spring Prok 20lec 2015 20tjian Pdf

    حل 5 8 نقاط إجابات مختصرة على الأسئلة ونداء

    تنظيم الترجمة عبر هيكل مرنا في بدائيات النوى و

    عوامل النسخ المادة أكاديمية خان


    صندوق تاتا

    الأنواع المختلفة من الخلايا لها أنماط فريدة من العناصر التنظيمية التي ينتج عنها فقط يتم نسخ الجينات اللازمة. هذا هو السبب في أن خلية الدم والخلية العصبية ، على سبيل المثال ، تختلف كثيرا عن بعضها البعض. ومع ذلك ، فإن بعض العناصر التنظيمية مشتركة تقريبًا الكل بغض النظر عن الخلايا التي تحدث فيها. مثال على ذلك هو صندوق تاتا ، وهو عنصر تنظيمي يعد جزءًا من المروج لكل جين حقيقي النواة تقريبًا. يرتبط عدد من البروتينات التنظيمية بصندوق TATA ، وتشكل مركبًا متعدد البروتينات. فقط عندما ترتبط جميع البروتينات المناسبة بصندوق TATA ، يتعرف RNA polymerase على المركب ويرتبط بالمحفز حتى يبدأ النسخ.

    الشكل 5.9.3 مكونات النسخ المنظمة للحمض النووي. يمكن أن يكون W في تسلسل مربع TATA إما A أو T.


    10.2: تنظيم التعبير الجيني - علم الأحياء

    مطلوب الاشتراك في J o VE لعرض هذا المحتوى. ستتمكن فقط من رؤية أول 20 ثانية.

    يتوافق مشغل الفيديو JoVE مع HTML5 و Adobe Flash. المتصفحات القديمة التي لا تدعم HTML5 وبرنامج ترميز الفيديو H.264 ستظل تستخدم مشغل فيديو يعتمد على Flash. نوصي بتنزيل أحدث إصدار من Flash هنا ، لكننا ندعم جميع الإصدارات 10 وما فوق.

    إذا لم يساعد ذلك ، فيرجى إخبارنا بذلك.

    تحتوي كل خلية في الجسم تقريبًا على الجينوم بأكمله ، لكن بعض الجينات فقط يتم التعبير عنها في الواقع في بروتينات ، وتختلف هذه الجينات بين الخلايا. على سبيل المثال ، تعبر الخلايا العصبية والخلايا العضلية عن جينات مختلفة ، مما يسمح لها بوظائف متخصصة مختلفة.

    تبدأ عملية التعبير الجيني بالنسخ ، عندما يعمل الحمض النووي كقالب لتخليق الحمض النووي الريبي.

    ثم يخضع نسخة RNA لعملية الربط ، وإزالة تسلسلات intron غير المشفرة ، تاركًا exons المشفر. والنتيجة النهائية هي الرنا المرسال ، الرنا المرسال ، الذي ينتقل بعد ذلك إلى الريبوسوم في الخلايا حقيقية النواة. هنا ، نقل جزيئات الحمض النووي الريبي ، الحمض النووي الريبي ، وترجمة الكودونات النوكليوتيدية الثلاثة في الرنا المرسال ، إلى سلسلة من الأحماض الأمينية.

    عادةً ما تخضع سلسلة البولي ببتيد الناتجة من الأحماض الأمينية لمزيد من المعالجة لتصبح بروتينًا وظيفيًا.

    يمكن تنظيم التعبير الجيني في أي مرحلة من هذه العملية. على سبيل المثال ، التعديلات اللاجينية التي تغير بنية جزيء الحمض النووي ، دون تغيير تسلسلها ، يمكن أن تمنع أو تعزز نسخ جينات معينة.

    أيضًا ، بمجرد نسخ الجين ، يمكن تثبيط الترجمة ، على سبيل المثال ، بواسطة RNAs التنظيمية الصغيرة ، مما يوقف الجين من التعبير عن البروتين.

    14.1: ما هو التعبير الجيني؟

    ملخص

    التعبير الجيني هو العملية التي يوجه فيها الحمض النووي تخليق المنتجات الوظيفية ، مثل البروتينات. يمكن للخلايا أن تنظم التعبير الجيني في مراحل مختلفة. يسمح للكائنات الحية بتوليد أنواع مختلفة من الخلايا ويمكّن الخلايا من التكيف مع العوامل الداخلية والخارجية.

    تتدفق المعلومات الجينية من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي إلى البروتين

    الجين هو امتداد للحمض النووي يعمل كمخطط أساسي للـ RNAs والبروتينات الوظيفية. نظرًا لأن الحمض النووي يتكون من النيوكليوتيدات والبروتينات تتكون من الأحماض الأمينية ، فإن الوسيط مطلوب لتحويل المعلومات المشفرة في الحمض النووي إلى بروتينات. هذا الوسيط هو الرسول RNA (mRNA). ينسخ mRNA مخطط الحمض النووي من خلال عملية تسمى النسخ. في حقيقيات النوى ، يحدث النسخ في النواة عن طريق الاقتران الأساسي التكميلي مع قالب الحمض النووي. ثم تتم معالجة mRNA ونقله إلى السيتوبلازم حيث يعمل كقالب لتخليق البروتين أثناء الترجمة. في بدائيات النوى ، التي تفتقر إلى النواة ، تحدث عمليتا النسخ والترجمة في نفس الموقع وفي نفس الوقت تقريبًا لأن mRNA المتشكل حديثًا يكون عرضة للتدهور السريع.

    يمكن تنظيم التعبير الجيني في أي مرحلة أثناء النسخ

    تحتوي كل خلية في الكائن الحي على نفس الحمض النووي ، وبالتالي نفس مجموعة الجينات. ومع ذلك ، ليست كل الجينات في الخلية يتم تشغيلها أو استخدامها لتخليق البروتينات. يُقال إن الجين يكون & ldquoexpressed & rdquo عندما يتم إنتاج البروتين الذي يشفره بواسطة الخلية. يتم تنظيم التعبير الجيني لضمان التوليد المناسب للبروتينات في خلايا معينة في أوقات محددة. تنظم آليات داخلية وخارجية مختلفة التعبير الجيني قبل وأثناء النسخ.

    يمكن تعديل بنية الكروماتين و mdashcompacted DNA وبروتينات الهيستون المرتبطة به كيميائيًا ليكون مفتوحًا أو مغلقًا. تسمح هذه التعديلات أو تقيد وصول آلية النسخ إلى الحمض النووي. يعد تعديل الكروماتين آلية داخلية تستخدم أثناء التطور لتشكيل أنواع مختلفة من الخلايا (على سبيل المثال ، الخلايا العصبية مقابل خلية العضلات) من نفس الجينوم.

    تقوم بروتينات ربط الحمض النووي ، التي تسمى عوامل النسخ ، بتنظيم النسخ عن طريق الارتباط بتسلسلات معينة من الحمض النووي بالقرب من مناطق الترميز الخاصة بالجينات أو داخلها. تسمى عوامل النسخ التي تعزز بدء النسخ بالمنشطات. تسمى البروتينات التي تمنع آلية النسخ من الارتباط بموقع بدء النسخ بالكوابح. تستجيب المنشطات أو مثبطات النسخ للمنبهات الخارجية مثل جزيئات الإشارة ونقص التغذية ودرجة الحرارة والأكسجين.

    يمكن أن يكون التعبير الجيني منظمًا بعد النسخ وما بعد الترجمة

    يمكن تنظيم التعبير الجيني عن طريق معالجة mRNA بعد النسخ. في حقيقيات النوى ، يخضع الرنا المرسال المنسوخ إلى التضفير والتعديلات الأخرى التي تحمي نهايات خيط الرنا من التدهور. يزيل الربط الإنترونات والقطع التي لا تشفر البروتينات و mdas ومن ثم يربط معًا مناطق ترميز البروتين التي تسمى exons. يسمح التضفير البديل بالتعبير عن البروتينات المتنوعة وظيفيًا من نفس الجين. يلعب تنظيم التعبير الجيني عن طريق الربط البديل دورًا مهمًا في نمو الأعضاء ، وبقاء الخلايا وانتشارها ، والتكيف مع العوامل البيئية.

    يمكن أيضًا تغيير التعبير الجيني عن طريق تنظيم ترجمة mRNA إلى بروتينات. يمكن تنظيم الترجمة عن طريق microRNAs و mdashsmall ، RNAs غير المشفرة و mdasht التي ترتبط بتسلسل mRNA محدد وتحظر بدء الترجمة أو تحط من mRNA المنسوخ. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للبروتينات التي تُسمَّى المُثبِّطات الترجمية أن ترتبط بالـ RNA وتتداخل مع بدء الترجمة.

    تخضع عديدات الببتيدات المترجمة للمعالجة لتشكيل بروتينات وظيفية. يمكن أن تؤدي إضافة المجموعات الكيميائية أو إزالتها إلى تغيير نشاط واستقرار وتوطين البروتينات في الخلية. على سبيل المثال ، إضافة أو إزالة مجموعات الفسفوريل (& ndashPO3 2-) يمكن أن ينشط أو يعطل البروتينات. وبالمثل ، تؤدي إضافة مجموعات اليوبيكويتين إلى تدهور البروتين. وبالتالي ، فإن تعديلات البروتين اللاحقة للترجمة هي المرحلة الأخيرة من تنظيم الجينات.

    فيليبس ، تيريزا. & ldquo تنظيم النسخ والتعبير الجيني في حقيقيات النوى تعليم الطبيعة 1 لا. 1 (2008): 199 [المصدر]

    رالستون ، ايمي. & ldquo فحص تعديلات الهيستون باستخدام الترسيب المناعي للكروماتين و PCR الكمي. & rdquo تعليم الطبيعة 1 لا. 1 (2008): 118 [المصدر]


    تنظيم النسخ لعوامل النسخ المكونة للدم

    يعد التحكم في التعبير الجيني التفاضلي أمرًا أساسيًا لجميع بيولوجيا الميتازوان. تمثل Haematopoiesis أحد أفضل أنظمة النمو المفهومة حيث تؤدي الخلايا الجذعية للدم متعددة القدرات إلى مجموعة من أنواع الخلايا الناضجة المتميزة ظاهريًا ، والتي تتميز جميعها بملفات التعبير الجيني المميزة الخاصة بها. مجموعات صغيرة من عوامل النسخ المحددة للنسب تدفع تطوير سلالات ناضجة معينة من السلائف متعددة القدرات. بالنظر إلى طبيعتها التنظيمية القوية ، من الضروري أن يكون التعبير عن عوامل النسخ المحددة للنسب تحت رقابة صارمة ، وهي حقيقة تؤكدها ملاحظة أن سوء التعبير عنها يؤدي عادة إلى الإصابة بسرطان الدم. نراجع هنا الدراسات الحديثة حول التحكم النسخي لعوامل النسخ المكونة للدم الرئيسية ، والتي توضح أن مواقع الجينات تحتوي على مناطق تنظيمية معيارية متعددة يمكن من خلالها تحديد أكواد تنظيمية محددة ، وأن بعض العناصر المعيارية تتعاون للتوسط في التعبير المناسب الخاص بالأنسجة ، وذلك لفترة طويلة ستكون مناهج المدى ضرورية لالتقاط جميع العناصر التنظيمية ذات الصلة. نستكشف أيضًا كيف ستؤثر التغييرات في التكنولوجيا على مجال البحث هذا في المستقبل.


    المحددات الجزيئية لتطور الرئة

    تطوير الجهاز الرئوي ضروري للحياة الأرضية. بدأ تحديد المسارات الجزيئية التي تنظم هذه العملية المعقدة ، وهذه المعرفة ضرورية لفهمنا لأمراض الرئة الخلقية والمكتسبة. تم عقد ورشة عمل مؤخرًا من قبل المعهد الوطني للقلب والرئة والدم لمناقشة المبادئ التنموية التي تنظم تكوين الجهاز الرئوي. تشير الدلائل المستجدة إلى أن مسارات النمو الرئيسية لا تنظم التكوين السليم للجهاز الرئوي فحسب ، بل يتم إعادة تنشيطها أيضًا عند الإصابة بعد الولادة والإصلاح وفي التسبب في أمراض الرئة البشرية. أدى الفهم الجزيئي لتطور الرئة المبكر أيضًا إلى تطورات جديدة في مجالات مثل توليد ظهارة الرئة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات. تم تنظيم ورشة العمل في أربعة مواضيع مختلفة ، بما في ذلك مصير خلايا الرئة وتشكلها المبكر ، وآليات تمايز خلايا الرئة ، وتفاعلات الأنسجة في نمو الرئة ، والتأثير البيئي على نمو الرئة المبكر. أثيرت نقاط حرجة ، بما في ذلك أهمية التنظيم اللاجيني للتعبير الجيني للرئة ، وندرة المعرفة حول الأنساب اللحمية المهمة داخل الرئة ، والتفاعل بين الجهاز الرئوي والقلب والأوعية الدموية النامي. تصف هذه المخطوطة ملخص المناقشة جنبًا إلى جنب مع التوصيات العامة للتغلب على الفجوات المعرفية في علم الأحياء التنموي للرئة.


    تنظيم ما بعد الترجمة في المتصورة المنجلية

    على الرغم من الإثارة في مقارنات النسخ والبروتيوم العالمية عالية الإنتاجية ، إلا أنها لا تتصارع مع حقيقة أن تطوير الكائنات حقيقية النواة يتم تنظيمه بشكل كبير من خلال التعديلات اللاحقة للترجمة لهيكل البروتين ووظيفته ، على سبيل المثال ، انشقاق البروتياز [17] ، الفسفرة ، الارتباط بالجليكوزيل ، الإضافة التساهمية للمجموعات الدهنية وتشكيل المجمعات الجزيئية (الشكل 2). زبد وآخرون. [1] الآن بذل الجهد الموضوعي الأول لفهم كيفية تعديل التغيرات في كل من بنية البروتين وكمية البروتين المتصورة التطور في مراحل الدم اللاجنسي. كانت هناك محاولات سابقة لإنتاج بيانات كمية حول مستويات التعبير البروتيني ، لكن المنهجية الأنيقة والمتطلبة لوجستيًا لهذا العمل ، باستخدام طرق التسمية الإشعاعية [18] ، تفتقر إلى إمكانات الإنتاجية العالية للطرق التي نشرها Foth وآخرون. استخدم هؤلاء المؤلفون [1] تجريبياً التفريد الكهربائي للهلام بفرق ثنائي الأبعاد (2D-DIGE) مع وضع العلامات الفلورية لمقارنة التعبير البروتيني في أربع عينات (كل منها من "عرض النطاق الترددي" لمدة 6 ساعات) مأخوذة من مزارع من خلايا الدم الحمراء المصابة 34 ، 38 و 42 و 46 ساعة بعد الغزو.

    تطبيق تقنيات "omics" لفهم تنظيم التعبير عن البروتينات الوظيفية. المنطقة التي يقترب فيها 2D-DIGE (كما هو مطبق بواسطة Foth وآخرون. [1]) ذات قيمة خاصة يشار إليها.

    أظهر تحليل حوالي 9000 نقطة في المواد الهلامية أن وفرة 278 بروتينًا تغيرت أكثر من 1.4 ضعف بين العينات ، وكان أكثرها تطرفاً هو عامل بدء الترجمة eIF5a ، والذي أظهر تغيراً بمقدار 15 ضعفًا. تم إجراء تحليل مفصل بما في ذلك التحديد عن طريق قياس الطيف الكتلي (MS) لـ 54 بروتينًا ، وهو عائد صغير ولكنه مهم للاستثمار الضخم الذي تم إجراؤه عند مقارنته بالنُهج الأقل تمييزًا السابقة باستخدام تقنية تحديد البروتين متعدد الأبعاد (MudPIT) أو كروماتوجرافيا جل / سائل أحادي البعد / تقنيات مرض التصلب العصبي المتعدد [6-11] ، وهي طرق حددت عدة مئات من البروتينات في مراحل الحياة الفردية.

    ومع ذلك ، فإن ما تفتقر إليه البيانات الجديدة من حيث الكمية يتم تعويضه أكثر من خلال المعلومات الجديدة حول وفرة البروتين والتغيرات الإسوية. زبد وآخرون. [1] اكتشف العديد من الأشكال الإسوية لـ 50٪ من جميع البروتينات التي تم تحديدها. تم اعتبار الأشكال الإسوية المختلفة للتنقل المكافئ (Mr) بسبب التغيرات في الفسفرة. تم تفسير الزيادة في التنقل بين شكلين إسويين على أنها ناتجة عن انقسام البروتين بعد الترجمة (أو تدهور البروتوزومال). تم وصف بروتين واحد ، وهو enolase ، في ما لا يقل عن سبعة أشكال إسوية مختلفة ، ظهر اثنان منها على أنهما مقطوعان.

    بمقارنة البيانات البروتينية من هذه العينات مع البيانات النسخية السابقة من عينات قابلة للمقارنة [5] ، فوث وآخرون. [1] وجد أن التعبير عن بعض البروتينات أو الأشكال الإسوية - على سبيل المثال ، بروتين Chaperone HSP40 وأربعة أشكال إسوية للأكتين - كان متوافقًا مع نموذج التوليف "في الوقت المناسب". ومن المثير للاهتمام ، أن ذروة وفرة البروتين في شكل إسوي أكتين آخر قد تأخرت بعد النسخ ، مما يشير إلى تعديل منظم بعد الترجمة. كان التعبير عن البروتينات الأخرى ، على سبيل المثال HSP60 ، مرتبطًا سلبًا بمستويات mRNA الخاصة بهم.


    الاستنتاجات

    توفر دراسات التعبير المقارن رؤى مهمة في العمليات البيولوجية ويمكن أن تؤدي إلى اكتشاف أنماط تنظيم غير معروفة. بينما تم التحقيق على نطاق واسع في القيود التطورية على أنماط التعبير الجيني الخاص بالنسيج [7-9 ، 75 ، 76] ، لا يزال التنظيم التأسيسي للتفاعلات التي تتم بوساطة RBP غير مفهومة تمامًا [11 ، 12]. لقد لوحظ سابقًا أن التوطين الخلوي ومستويات التعبير الجيني تفرض شروطًا صارمة على الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكل من متواليات البروتين والحمض النووي الريبي [77 ، 78] ، ولكن لم تتم محاولة إجراء تحليلات حسابية واسعة النطاق للشبكات التنظيمية التأسيسية بوساطة RBP من قبل. تظهر دراستنا لأول مرة أن تكامل في السيليكو تنبؤات [19] مع خارج الجسم الحي يمكن استخدام بيانات ملف تعريف التعبير [6 ، 34] لاكتشاف السمات المميزة للوظائف البيولوجية لـ RBP.

    لاحظنا إثراء مصطلحات GO الفريدة وذات الصلة وظيفيًا لأزواج RBP-mRNA المرتبطة بنزعات تفاعل عالية وأنماط تعبير محددة. في تحليلنا ، يرتبط التعبير المشترك عن أزواج mRNA-RBP المتفاعلة (مجموعة IC) بتنظيم الانتشار والتحكم في دورة الخلية ، في حين أن مكافحة التعبير (مجموعة IA) هي سمة مميزة للبقاء والنمو والعمليات الخاصة بالتمايز. نحن لا نستبعد أن روابط RBP-mRNA التي تظهر ميول تفاعلية ضعيفة (مجموعات NIC و NIA) قد يكون لها آثار تطورية مهمة مثل الفصل الزماني المكاني والتفاعل الكيميائي المحدود يمكن أن يكون طرقًا لتجنب الارتباطات الشاذة [55].

    لقد وجدنا أن البروتينات المرتبطة بـ RNA يتم إثرائها في المناطق المضطربة هيكليًا وأن شظايا البولي ببتيد غير المطوية تعزز الارتباط بجزيئات الحمض النووي الريبي في ميول تفاعلية منخفضة. نظرًا لأن البروتينات المضطربة شديدة التفاعل [37] ، فمن المنطقي افتراض أن التفاعل مع الحمض النووي الريبي يحتاج إلى تنظيم صارم لتجنب الضرر الخلوي [39]. في هذا الصدد ، تتوسع نتائجنا على مستوى الحمض النووي الذي لوحظ سابقًا فيما يتعلق بالاختلاط العام للبروتينات غير المطوية محليًا [38 ، 79].

    في الختام ، نأمل أن تكون دراستنا للتفاعل والتعبير بين البروتين والحمض النووي الريبي مفيدة في تصميم تجارب جديدة ولتوصيف روابط البروتين النووي بشكل أكبر. تتوفر قائمة بالتفاعلات المقترحة وخادم للاستفسارات الجديدة على صفحة الويب السريعة لـ catRAPID [27].


    ملخص القسم

    بينما تحتوي جميع الخلايا الجسدية داخل الكائن الحي على نفس الحمض النووي ، لا تعبر جميع الخلايا داخل هذا الكائن الحي عن نفس البروتينات. تعبر الكائنات بدائية النواة عن الحمض النووي الكامل الذي تقوم بتشفيره في كل خلية ، ولكن ليس بالضرورة جميعها في نفس الوقت. يتم التعبير عن البروتينات فقط عند الحاجة إليها. تعبر الكائنات حقيقية النواة عن مجموعة فرعية من الحمض النووي المشفرة في أي خلية معينة. في كل نوع خلية ، يتم تنظيم نوع وكمية البروتين من خلال التحكم في التعبير الجيني. To express a protein, the DNA is first transcribed into RNA, which is then translated into proteins. In prokaryotic cells, these processes occur almost simultaneously. In eukaryotic cells, transcription occurs in the nucleus and is separate from the translation that occurs in the cytoplasm. Gene expression in prokaryotes is regulated only at the transcriptional level, whereas in eukaryotic cells, gene expression is regulated at the epigenetic, transcriptional, post-transcriptional, translational, and post-translational levels.

    تمارين

    قائمة المصطلحات

    alternative RNA splicing: a post-transcriptional gene regulation mechanism in eukaryotes in which multiple protein products are produced by a single gene through alternative splicing combinations of the RNA transcript

    epigenetic: describing non-genetic regulatory factors, such as changes in modifications to histone proteins and DNA that control accessibility to genes in chromosomes

    gene expression: processes that control whether a gene is expressed

    post-transcriptional: control of gene expression after the RNA molecule has been created but before it is translated into protein

    post-translational: control of gene expression after a protein has been created


    شاهد الفيديو: التنظيم الجيني لدى بدائيات النواة - lac operon (كانون الثاني 2022).