معلومة

12.3: تنظيم الجينات حقيقية النواة - علم الأحياء

12.3: تنظيم الجينات حقيقية النواة - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مثل بدائيات النوى ، يتضمن تنظيم النسخ في حقيقيات النوى كليهما رابطة الدول المستقلة-العناصر و عبر-عوامل ، فقط هناك عدد أكبر منهم ويتفاعلون بطريقة أكثر تعقيدًا. رسم تخطيطي لجين حقيقي النواة نموذجي ، بما في ذلك عدة أنواع من رابطة الدول المستقلة-العناصر الموضحة في الشكل ( PageIndex {7} ).

التسلسلات التنظيمية القريبة

كما هو الحال في بدائيات النوى ، يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي بالجين عند محفزه لبدء النسخ. ومع ذلك ، في حقيقيات النوى ، يكون RNApol جزءًا من مركب بروتين كبير يتضمن بروتينات إضافية ترتبط بواحد أو أكثر من البروتينات المحددة. رابطة الدول المستقلة-العناصر الموجودة في منطقة المروج ، بما في ذلك صناديق GC-rich, صناديق CAAT, وصناديق تاتا. تتطلب المستويات العالية من النسخ وجود مركب البروتين هذا في المحفز ، بالإضافة إلى تفاعلها مع الآخرين عبر- العوامل الموضحة أدناه. الموضع التقريبي لهذه العناصر بالنسبة إلى موقع بدء النسخ (+1) في الشكل ( PageIndex {7} ) ، ولكن يجب التأكيد على أن المسافة بين أي من هذه العناصر وموقع بدء النسخ يمكن أن تختلف ، ولكنها عادة ما تكون في حدود 200 زوج أساسي من بداية النسخ . هذا يتناقض مع المجموعة التالية من العناصر.

العناصر التنظيمية البعيدة

لوحظ المزيد من الاختلاف في موقف واتجاه النوع الرئيسي الثاني من رابطة الدول المستقلة-العنصر التنظيمي في حقيقيات النوى ، والتي تسمى عناصر محسن. تنظيمية عبر- عامل بروتينات يسمى عوامل النسخ ترتبط بتسلسلات المحسن ، ثم ، بينما لا تزال مرتبطة بالحمض النووي ، تتفاعل هذه البروتينات مع RNApol والبروتينات الأخرى في المحفز لتعزيز معدل النسخ. هناك مجموعة متنوعة من عوامل النسخ المختلفة وكل منها يتعرف على تسلسل DNA محدد (عنصر محسن) لتعزيز التعبير الجيني في الجين المجاور في ظل ظروف محددة. نظرًا لأن الحمض النووي عبارة عن جزيء مرن ، يمكن وضع المحسنات بالقرب من (~ 100s من bp) أو بعيدًا (~ 10K من bp) ، وإما في المنبع أو في اتجاه التيار ، من المروج (الأشكال ( PageIndex {7} ) و ( PageIndex {8} )).

مثال 1: جين أصفر ذبابة الفاكهة

ال أصفر يقدم جين ذبابة الفاكهة مثالاً على الطبيعة المعيارية للمعززات. يقوم هذا الجين بترميز إنزيم في المسار ينتج عنه صبغة داكنة في الهيكل الخارجي للحشرة. المسوخ لها بشرة صفراء بدلاً من النوع البري بشرة مصطبغة داكنة. (لماذا نطلق على الجين "الأصفر": تذكر أن الجينات غالبًا ما يتم تسميتها على اسم النمط الظاهري لها.) يوضح الشكل ( PageIndex {9} ) ثلاثة عناصر مُحسِنة (الجانب الأيسر - الجناح والجسم والفم) ، كل منها يربط عنصرًا مختلفًا عامل النسخ المحدد للأنسجة لتحسين النسخ أصفر+ في هذا النسيج ويصنع الصباغ. لذلك ، سيكون لخلايا الجناح عامل نسخ يرتبط بمُحسِّن الجناح لدفع التعبير ؛ وبالمثل في خلايا الجسم والفم. وهكذا ، مجموعات محددة من رابطة الدول المستقلة-العناصر و عبر- العوامل التي تتحكم في التعبير التفاضلي الخاص بالنسيج للجينات. هذا النوع من العمل التوافقي للمُحسِّنات هو نموذجي للتنشيط النسخي لمعظم الجينات حقيقية النواة: تعمل عوامل النسخ المحددة على تنشيط نسخ الجينات المستهدفة في ظل ظروف محددة.

بينما تعزز تسلسلات المحسن التعبير ، هناك نوع من العناصر يعمل بشكل معاكس ، يسمى كاتمات الصوت. تعمل هذه العناصر بنفس الطريقة تقريبًا ، مع عوامل النسخ التي ترتبط بتسلسلات الحمض النووي ، لكنها تعمل على إسكات أو تقليل النسخ من الجين المجاور.

مرة أخرى ، ملف تعريف تعبير الجين (مستوى النسخ ، خاص بالأنسجة ، محدد زمني) هو مزيج من عناصر مُحسِّن وكاتم للصوت.

مثال 2: نظام Gal4-UAS من الخميرة - أداة وراثية

استفاد الباحثون الوراثيون من تسلسل مُحسِّن الخميرة البعيد لصنع نظام GAL4-UAS، وهي تقنية قوية لدراسة التعبير الجيني في حقيقيات النوى الأخرى. إنه يعتمد على جزأين:سائق"و"المستجيب”(الشكل ( PageIndex {10} )). الجزء المحرك هو جين يقوم بترميز بروتين منشط للخميرة يسمى Gal4. إنه منفصل عن جزء المستجيب ، الذي يحتوي على تسلسل المحسن ، أو تسلسل التنشيط الأولي (UAS ، كما يطلق عليه في الخميرة) الذي يرتبط به بروتين Gal4 على وجه التحديد. يتم وضع UAS هذا في المنبع (باستخدام الهندسة الوراثية) من مروج يقوم بنسخ الجين المراسل ، أو جين آخر مهم ، مثل GFP (بروتين الفلورسنت الأخضر).

يجب أن يكون كلا الجزأين موجودين في نفس الخلية حتى يتمكن النظام من التعبير عن جين المستجيب. إذا كان السائق غائبًا ، فلن يتم التعبير عن منتج المستجيب. ومع ذلك ، كلاهما في نفس الخلية (أو الكائن الحي) فإن نمط التعبير عن جزء المحرك سيحث تعبير جزء المستجيب في نفس النمط.

يعمل هذا النظام على مجموعة متنوعة من حقيقيات النوى ، بما في ذلك البشر. لقد تم استغلالها جيدًا بشكل خاص في ذبابة الفاكهة حيث تتوفر 100 (1000؟) من خطوط السائقين المعبر عنها بشكل مختلف. تسمح هذه الخطوط بالتعبير المحدد للنسيج عن أي جين مستجيب لفحص تأثيره على التنمية.


12: تنظيم الجينات ودورة الخلية

  • بمساهمة رينيه جيه ليكلير
  • أستاذ مشارك (قسم تعليم العلوم الأساسية) في مدرسة فرجينيا تيك كاريليون للطب
  • مصدره مبادرة التعليم المفتوح لمكتبات فرجينيا للتكنولوجيا
  1. صف بنية النواة والغلاف النووي.
  2. وصف دور عوامل النسخ في التحكم في التعبير الجيني في حقيقيات النوى.
  3. وصف السمات المشتركة لبنية عامل النسخ ، وخاصة مواقع ربط الحمض النووي.
  4. وصف الاستراتيجيات التي تستخدمها حقيقيات النوى لتنظيم التعبير الجيني على مستوى النسخ ومعالجة الرنا المرسال والترجمة وما بعد الترجمة.
  5. حدد وحدد المراحل في دورة الخلية: M و G1 و S و G2 وأحيانًا G0.
  6. وصف التحكم في دورة الخلية ، مع التركيز على مشاركة البروتينات كينازات و cyclins في العملية.
  7. التأكيد على فكرة نقاط التفتيش في دورة الخلية وأهميتها لبقاء الخلية.
  8. صف ما هو معروف عن آليات إعادة التركيب الجيني أثناء الانقسام الاختزالي.

أنماط التعبير الجيني معقدة وديناميكية. يمكن أن يكون التعبير عن الجين ينظم على عدة مستويات وسيتأثر بنمط نسيج محدد (أساس لأنواع مختلفة من الخلايا) ، يمكن التحكم فيه من الناحية التنموية (أنماط التعبير الزماني والمكاني) ، أو يتأثر بيئيًا (الحث استجابة للمحفزات الخارجية).


16.3 تنظيم الجينات الوراثية الوراثية حقيقية النواة

في هذا القسم سوف تستكشف السؤال التالي:

اتصال لدورات AP ®

أحد الأسباب التي تجعل التعبير الجيني حقيقي النواة أكثر تعقيدًا من التعبير الجيني بدائية النواة هو أن عمليات النسخ والترجمة مفصولة فعليًا داخل الخلية حقيقية النواة. تقوم الخلايا حقيقية النواة أيضًا بتجميع جينوماتها بطريقة أكثر تعقيدًا مقارنة بالخلايا بدائية النواة. وبالتالي ، يمكن للخلايا حقيقية النواة أن تنظم التعبير الجيني على مستويات متعددة ، بدءًا من التحكم في الوصول إلى الحمض النووي. نظرًا لأن الحمض النووي الجيني مطوي حول بروتينات هيستون لإنشاء مجمعات نيوكليوسوم ، فإن النوكليوزومات تنظم فعليًا وصول البروتينات ، مثل عوامل النسخ والإنزيمات ، إلى الحمض النووي الأساسي. تؤدي مثيلة الحمض النووي والهستونات إلى تجميع النيوكليوسومات معًا بإحكام ، مما يمنع عوامل النسخ من الارتباط بالحمض النووي. تحتوي النيوكليوسومات الميثيلية على DNA لا يتم التعبير عنه. من ناحية أخرى ، ينتج عن أستلة الهيستون تعبئة فضفاضة للنيوكليوسومات ، مما يسمح لعوامل النسخ بالارتباط بالحمض النووي. تحتوي النيوكليوسومات الأسيتيل على دنا يمكن التعبير عنه.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 3 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم المدرجة في إطار المنهج الدراسي أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 3 تقوم الأنظمة الحية بتخزين المعلومات الأساسية لعمليات الحياة واستردادها ونقلها والاستجابة لها.
التفاهم الدائم 3. ب يتضمن التعبير عن المعلومات الجينية الآليات الخلوية والجزيئية.
المعرفة الأساسية 3-ب 1 ينتج عن تنظيم الجينات التعبير الجيني التفاضلي ، مما يؤدي إلى تخصص الخلية.
ممارسة العلوم 7.1 يمكن للطالب ربط الظواهر والنماذج عبر المقاييس المكانية والزمانية
هدف التعلم 3.19 الطالب قادر على وصف العلاقة بين تنظيم التعبير الجيني والاختلافات الملحوظة بين الأفراد في مجموعة سكانية

التحكم اللاجيني: تنظيم الوصول إلى الجينات داخل الكروموسوم

كما ذكرنا سابقًا ، فإن أحد الأسباب التي تجعل التعبير الجيني حقيقي النواة أكثر تعقيدًا من التعبير الجيني بدائية النواة هو أن عمليات النسخ والترجمة مفصولة ماديًا. على عكس الخلايا بدائية النواة ، يمكن للخلايا حقيقية النواة أن تنظم التعبير الجيني على العديد من المستويات المختلفة. يبدأ التعبير الجيني حقيقي النواة بالتحكم في الوصول إلى الحمض النووي. يحدث هذا الشكل من التنظيم ، المسمى التنظيم اللاجيني ، حتى قبل بدء النسخ.

دعم المعلم

قدم علم التخلق واطلب من الطلاب العمل على نشاط علم التخلق الموجود على موقع جامعة يوتا على الويب.

يشفر الجينوم البشري أكثر من 20000 جين لكل زوج من 23 زوجًا من الكروموسومات البشرية يشفر آلاف الجينات. يتم جرح الحمض النووي في النواة بدقة ولفه وضغطه في الكروموسومات بحيث يتلاءم مع النواة. يتم تنظيمها أيضًا بحيث يمكن الوصول إلى مقاطع محددة حسب الحاجة بواسطة نوع خلية معين.

المستوى الأول من التنظيم ، أو التعبئة ، هو لف خيوط الحمض النووي حول بروتينات هيستون. تقوم الهيستونات بتجميع وترتيب الحمض النووي في وحدات هيكلية تسمى مجمعات النيوكليوسوم ، والتي يمكنها التحكم في وصول البروتينات إلى مناطق الحمض النووي (الشكل 16.6)أ). تحت المجهر الإلكتروني ، فإن هذا اللف للحمض النووي حول بروتينات الهيستون لتشكيل الجسيمات النووية يشبه حبات صغيرة على سلسلة (الشكل 16.6)ب). يمكن لهذه الحبيبات (بروتينات هيستون) أن تتحرك على طول السلسلة (DNA) وتغير بنية الجزيء.

إذا كان من المقرر نسخ جين معين إلى الحمض النووي الريبي (DNA) ، فإن النيوكليوسومات المحيطة بتلك المنطقة من الحمض النووي يمكن أن تنزلق أسفل الحمض النووي لفتح تلك المنطقة الصبغية المحددة والسماح لآلية النسخ (RNA polymerase) ببدء النسخ (الشكل 16.7). يمكن للنيوكليوسومات أن تتحرك لفتح بنية الكروموسوم لفضح جزء من الحمض النووي ، ولكن تفعل ذلك بطريقة محكمة للغاية.

اتصال مرئي

  1. تتسبب مثيلة الحمض النووي ونقص أستلة الهستونات في تجميع النيوكليوسومات معًا بإحكام ، مما يؤدي إلى تعطيل أحد الكروموسومات X بشكل عشوائي في كل خلية.
  2. تؤدي مثيلة الحمض النووي ونقص أستلة الهستونات إلى تجميع النيوكليوسومات معًا بإحكام ، مما يؤدي إلى تعطيل النصف العلوي من كروموسوم الأب والنصف السفلي من كروموسوم الأم.
  3. يؤدي أسيتيل الحمض النووي والميثيلين المفرط للهيستونات إلى ارتخاء النيوكليوسومات ، مما يؤدي إلى تعطيل أحد الكروموسومات X بشكل عشوائي في كل خلية.
  4. يؤدي أستلة الحمض النووي والميثيل المفرط للهستونات إلى ارتخاء النيوكليوسومات ، مما يؤدي إلى تعطيل كروموسوم الأب فقط.

تعتمد كيفية تحرك بروتينات الهيستون على الإشارات الموجودة في كل من بروتينات الهيستون وعلى الحمض النووي. هذه الإشارات هي علامات تضاف إلى بروتينات الهيستون والحمض النووي التي تخبر الهيستونات ما إذا كانت منطقة الكروموسومات يجب أن تكون مفتوحة أو مغلقة (الشكل 16.8 يصور التعديلات على بروتينات هيستون والحمض النووي). هذه العلامات ليست دائمة ، ولكن يمكن إضافتها أو إزالتها حسب الحاجة. وهي عبارة عن تعديلات كيميائية (مجموعات فوسفات أو ميثيل أو أسيتيل) مرتبطة بأحماض أمينية معينة في البروتين أو بالنيوكليوتيدات الموجودة في الحمض النووي. لا تغير العلامات تسلسل قاعدة الحمض النووي ، لكنها تغير مدى إحكام جرح الحمض النووي حول بروتينات هيستون. الحمض النووي عبارة عن جزيء سالب الشحنة ، وبالتالي فإن التغييرات في شحنة الهيستون ستغير مدى إحكام جرح جزيء الحمض النووي. عندما تكون بروتينات الهيستون غير معدلة ، يكون لها شحنة موجبة كبيرة عن طريق إضافة تعديلات كيميائية مثل مجموعات الأسيتيل ، تصبح الشحنة أقل إيجابية.

يمكن أيضًا تعديل جزيء الحمض النووي نفسه. يحدث هذا في مناطق محددة جدًا تسمى جزر CpG. هذه تمتد مع تردد عالٍ من أزواج الحمض النووي السيتوزين والغوانين ثنائي النوكليوتيد (CG) الموجودة في مناطق المروج للجينات. عند وجود هذا التكوين ، يمكن ميثلة عضو السيتوزين في الزوج (تتم إضافة مجموعة ميثيل). يغير هذا التعديل كيفية تفاعل الحمض النووي مع البروتينات ، بما في ذلك بروتينات الهيستون التي تتحكم في الوصول إلى المنطقة. يتم لف مناطق الحمض النووي عالية الميثيل (شديدة الميثيل) ذات الهيستونات المنزوعة الأسيتيل بإحكام وغير نشطة نسبيًا.

يسمى هذا النوع من التنظيم الجيني بالتنظيم اللاجيني. الوراثة اللاجينية تعني "حول علم الوراثة". التغييرات التي تحدث لبروتينات الهيستون والحمض النووي لا تغير تسلسل النوكليوتيدات وليست دائمة. بدلاً من ذلك ، تكون هذه التغييرات مؤقتة (على الرغم من أنها غالبًا ما تستمر من خلال جولات متعددة من الانقسام الخلوي) وتغير بنية الكروموسومات (مفتوحة أو مغلقة) حسب الحاجة. يمكن تشغيل الجين أو إيقاف تشغيله اعتمادًا على الموقع والتعديلات على بروتينات الهيستون والحمض النووي. إذا تم نسخ الجين ، يتم تعديل بروتينات الهيستون والحمض النووي المحيط بالمنطقة الصبغية التي تشفر ذلك الجين. يؤدي هذا إلى فتح منطقة الكروموسومات للسماح بالوصول إلى بوليميراز الحمض النووي الريبي والبروتينات الأخرى ، التي تسمى عوامل النسخ ، للارتباط بمنطقة المروج ، الموجودة في الجزء العلوي من الجين ، وبدء النسخ. إذا كان الجين سيظل مغلقًا أو صامتًا ، فإن بروتينات الهيستون والحمض النووي لها تعديلات مختلفة تشير إلى تكوين كروموسومي مغلق. في هذا التكوين المغلق ، لا تستطيع عوامل النسخ والنسخ لبوليميراز الحمض النووي الريبي الوصول إلى الحمض النووي ولا يمكن أن يحدث النسخ (الشكل 16.7).

اتصال ممارسة العلوم لدورات AP®

فكر في الأمر

في الإناث ، يتم تعطيل أحد الكروموسومين X أثناء التطور الجنيني بسبب التغيرات اللاجينية في الكروماتين. ما هو التأثير الذي تعتقد أنه سيكون لهذه التغييرات على العبوة النووية ، وبالتالي على التعبير الجيني؟

دعم المعلم

السؤال هو تطبيق هدف التعلم 3.19 وممارسة العلوم 7.1 لأنه يُطلب من الطلاب وصف كيف يمكن للتغييرات اللاجينية للكروماتين أثناء التطور أن تؤدي إلى التعبير الجيني التفاضلي ، وبالتالي الاختلافات بين الخلايا والكائنات الحية.

إجابة:

ارتباط بالتعلم

شاهد هذا الفيديو الذي يصف كيف يتحكم التنظيم اللاجيني في التعبير الجيني.

  1. سيسمح علم التخلق الوراثي بتركيب أجزاء جديدة من الجسم يمكن أن تحل محل تلك التالفة من السرطان.
  2. يمكن أن يغير علم التخلق الوراثي الشفرة الجينية لجميع خلايا الجسم لمنعها من أن تصبح سرطانية.
  3. يمكن إجراء علاجات جديدة من شأنها تغيير الشفرة الجينية لجينات السرطان الضارة.
  4. يمكن إجراء علاجات جديدة لا تتطلب تغيير الحمض النووي للخلية السرطانية.

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 استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: Julianne Zedalis، John Eggebrecht
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: Biology for AP® Courses
    • تاريخ النشر: 8 مارس 2018
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/16-3-eukaryotic-epigenetic-gene-regulation

    © 12 كانون الثاني (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.


    تنظيم الجينات في حقيقيات النوى | علم الوراثة

    يشير تنظيم الجينات إلى التحكم في المعدل أو الطريقة التي يتم بها التعبير عن الجين. بعبارة أخرى ، تنظيم الجينات هو العملية التي تحدد الخلية من خلالها [من خلال التفاعلات بين الحمض النووي الريبي ، والحمض النووي الريبي ، والبروتينات ، والمواد الأخرى] متى وأين يتم تنشيط الجينات وكمية الجينات التي سيتم إنتاجها.

    وبالتالي ، يتم التحكم في التعبير الجيني بواسطة مجموعة من الجينات التنظيمية العديدة والبروتينات التنظيمية. تمت دراسة تنظيم الجينات في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى.

    فيما يلي النقاط الرئيسية لتنظيم الجينات في حقيقيات النوى:

    (ط) نموذج تم تطويره بواسطة:

    في حقيقيات النوى ، تم اقتراح العديد من نماذج تنظيم الجينات. ومع ذلك ، فإن النموذج الذي قدمه R.J. بريتن وإ. أصبح ديفيدسون في عام 1969 هو الأكثر شعبية ومقبولًا على نطاق واسع. يُعرف هذا النموذج أيضًا باسم نموذج بطارية الجينات.

    (2) الكائن المستخدم:

    هذا النموذج ليس سوى نموذج نظري ويفتقر إلى دليل عملي سليم. حتى مع ذلك ، فإن هذا النموذج مقبول على نطاق واسع لتنظيم الجينات في حقيقيات النوى.

    (3) الجينات المعنية:

    في نموذج بريتن وديفيدسون لتنظيم الجينات حقيقية النواة ، أربعة أنواع من الجينات هي:

    (4) الجين المنتج متورط.

    (4) الإنزيمات المعنية:

    في نموذج بريتن وديفيدسون لتنظيم الجينات حقيقية النواة ، يوجد إنزيم واحد. بوليميريز مرنا متورط في النسخ.

    نموذج بريتن ودافيدسون المتعلق بتنظيم الجينات:

    يُعرف نموذج Britten and Davidson أيضًا بنموذج بطارية الجينات.

    في هذا النموذج أربعة أنواع من الجينات:

    (4) يشارك الجين المنتج في تنظيم الجينات.

    فيما يلي وصف موجز لهذه الجينات فيما يتعلق بتنظيم الجينات.

    1. منتج الجين:

    إنه مشابه لجين هيكلي في بدائيات النوى. ينتج ما قبل mRNA ، والذي يصبح بعد المعالجة mRNA. يخضع تعبيره لسيطرة العديد من مواقع المستقبلات. قد يكون لكل جين منتج عدة مواقع مستقبلات ، كل منها يستجيب لمنشط واحد.

    وبالتالي ، على الرغم من أن المنشط الواحد يمكنه التعرف على عدة جينات ، إلا أن المنشطات المختلفة قد تنشط نفس الجين في أوقات مختلفة. يقع هذا الجين بالقرب من جين المستقبل. يتحكم هذا الجين في نسخ الرنا المرسال من الحمض النووي وأيضًا تخليق بروتينات معينة. يبدأ الجين المنتج في النسخ بعد تلقي إشارة من جين المستقبل.

    2. موقع المستقبل (الجين):

    إنه مشابه للمشغل في المشغل البكتيري. من المفترض أن يكون موقع مستقبل واحد على الأقل موجودًا بجوار كل جين منتج. يوفر رابطًا بين جين التكامل وجين المنتج. يرتبط RNA المنشط بجين المستقبل.

    ينشط جين المستقبل الجين المنتج بمجرد تلقيه إشارة من الجين المندمج من خلال RNA المنشط. يتم تنشيط موقع مستقبل معين عندما يرتبط به منشط معين RNA أو بروتين منشط ، وهو منتج من الجين المتكامل.

    يُقترح أيضًا أن مواقع المستقبلات وجينات التكامل يمكن أن تتكرر عدة مرات للتحكم في نشاط عدد كبير من الجينات في نفس الخلية. يضمن تكرار المستقبلات أن نفس المنشط يتعرف عليها جميعًا وبهذه الطريقة يتم تصنيع العديد من الإنزيمات لمسار استقلابي واحد في وقت واحد.

    3. مُتكامل الجينات:

    يمكن مقارنة جين المُتكامل بالجين المُنظِّم وهو مسؤول عن تخليق جزيء RNA المنشط الذي قد لا ينتج عنه بروتينات قبل أن ينشط موقع المستقبل. يوجد جين تكامل واحد على الأقل بجوار كل موقع من مواقع الاستشعار. يقع بالقرب من جينات المستشعر. تتمثل الوظيفة الرئيسية لجين التكامل في بدء النسخ بعد تلقي إشارة من جين المستشعر.

    يُعرف الحمض النووي الريبي (RNA) الذي يتم نسخه بواسطة الجين المُتكامل باسم RNA المنشط. هذا الحمض النووي الريبي المنشط هو رابط بين جينات التكامل والمستقبلات. اقترح Britten and Davidson أن منتجات الجينات المتكاملة هي RNAs منشط تتفاعل مباشرة مع جينات المستقبل لتحفيز نسخ جينات المنتج المستمر.

    قد تكون هناك حاجة لنسخ نفس الجين في مراحل نمو مختلفة. يتم تحقيق ذلك من خلال تعدد مواقع المستقبلات وجينات التكامل.

    4. جين الاستشعار (الموقع):

    هذه هي جينات استقبال الإشارات. هذه الجينات حساسة للغاية لإشارات محددة من الخلية وبيئتها. يتم تنشيط جينات المستشعر بواسطة مواد خلوية مختلفة مثل الإنزيمات والهرمونات والمستقلبات. عندما تتلقى هذه الجينات إشارات ، فإنها تنقل الرسالة إلى الجين المجاور (المُتكامل) لبدء النسخ.

    ينظم موقع المستشعر نشاط جين التكامل الذي لا يمكن نسخه إلا عند تنشيط موقع المستشعر. مواقع الاستشعار هي أيضًا تسلسلات تنظيمية تتعرف عليها المحفزات الخارجية ، على سبيل المثال الهرمونات ودرجة الحرارة.

    وفقًا لنموذج Britten Davidson ، تمثل جينات المستشعر المحددة مواقع ربط خاصة بالتسلسل (على غرار موقع ربط CAP-cAMP في ملف E. عندما تتلقى جينات المستشعر الإشارات المناسبة ، فإنها تنشط نسخ جينات التكامل المجاورة. ستتفاعل منتجات الجينات المُتكاملة بعد ذلك بطريقة تسلسلية محددة مع جينات المستقبل.

    يُطلق على مجموعة من الجينات الهيكلية التي يتحكم فيها أحد مواقع الاستشعار اسم بطارية. في بعض الأحيان عندما تكون هناك حاجة إلى تغييرات كبيرة ، من الضروري تنشيط عدة مجموعات من الجينات. إذا كان أحد مواقع الاستشعار مرتبطًا بالعديد من أجهزة الدمج ، فقد يتسبب ذلك في نسخ جميع المندمجين في وقت واحد مما يؤدي إلى نسخ العديد من جينات المنتج ، من خلال مواقع المستقبلات.

    يتوافق تكرار جينات التكامل ومواقع المستقبلات مع التقارير التي تشير إلى حدوث ما يكفي من الحمض النووي المتكرر في الخلايا حقيقية النواة. تتمثل أكثر السمات جاذبية لنموذج بريتن وديفيدسون في أنه يوفر سببًا معقولاً للنمط الملحوظ للتداخل بين متواليات الحمض النووي المتكررة باعتدال وتسلسلات الحمض النووي أحادية النسخ.

    تشير الدلائل المباشرة إلى أن معظم الجينات الهيكلية هي بالفعل تسلسلات DNA أحادية النسخ. ستحتوي تسلسلات الحمض النووي المجاورة المتكررة بشكل معتدل على أنواع مختلفة من الجينات المنظمة (جينات المستشعر والمتكامل والمستقبلات).

    مزايا وعيوب نموذج بريتن وديفيدسون:

    1. هذا النموذج مقبول على نطاق واسع لتنظيم الجينات في حقيقيات النوى.

    2. mRNA مستقر في حقيقيات النوى وهو غير مستقر في بدائيات النوى.

    1. هذا مجرد نموذج نظري ويفتقر إلى دليل عملي سليم.

    2. آلية هذا النموذج أكثر تعقيدًا من نموذج التشغيل لتنظيم الجينات في بدائيات النوى.

    3. هذا النموذج أقل فهمًا من نموذج الأوبرا لتنظيم الجينات في بدائيات النوى.

    آلية تنظيم الجينات في حقيقيات النوى:

    وفقًا لنموذج بريتن وديفيدسون ، يتلقى جين المستشعر أولاً إشارة من الخلية. ثم يصبح الجين المُتكامل نشطًا ويقوم بنسخ جزيء الرنا المرسال المنشط. يرتبط جزيء RNA المنشط هذا بجين المستقبل.

    ثم ينشط جين المستقبل الجين المنتج ، الذي يبدأ نسخ mRNA وتخليق البروتين. في هذا النموذج ، تكمن جينات المستشعر والمتكامل معًا ، بينما تصنع جينات المستقبل والمنتج مجموعة أخرى.


    12.3: تنظيم الجينات حقيقية النواة - علم الأحياء

    إن جينوم حقيقيات النوى الأعلى معقد للغاية. يحتوي جينوم حقيقيات النوى على الحمض النووي عدة مرات مقارنة بجينوم بدائية النواة. على سبيل المثال -ذبابة الفاكهةلديه 5000-10000 جين. يبدو أن جينوم الإنسان أحادي الصبغة يحتوي على ما لا يقل عن 23000-100000 جين. في حقيقيات النوى ، يكون معظم الحمض النووي غير وظيفي أو غير نشط ويعرف باسم الحمض النووي الزائد أو الحمض النووي المتكرر. يحتوي الكائن ثنائي الصبغيات على مجموعتين من الكروموسومات. يتحكم الجينوم في حقيقيات النوى في وظائف مختلفة مثل نمو الخلايا وتقسيمها ، والتمايز ، وتخصص الأنسجة مثل العضلات أو الكبد أو القلب في الحيوانات والحمة ، والكلورانشيما ، والخشب الخشبي أو اللحاء في النباتات. نظرًا لأن جينوم حقيقيات النوى كبير جدًا ، يصبح التعبير الجيني وتنظيمه معقدًا للغاية. لذلك ، في حقيقيات النوى-

    1) الجينات الهيكلية المختلفة الموجودة في حقيقيات النوى لا تقع بجوار بعضها البعض. توجد بشكل عام متباعدة بشكل جيد على نفس الكروموسومات أو مختلفة.

    2) كل جين هيكلي له جين محفز خاص به.

    3) تمتلك حقيقيات النوى جينًا مستشعرًا يلتقط معلومات عن أي تغيرات في البيئة داخل الخلايا ووجود أو عدم وجود الهرمونات والفيتامينات والمواد الكيميائية.

    4) حقيقيات النوى لها جينات تكاملية للعمل المنسق للجينات الهيكلية.

    5) حقيقيات النوى لها جينات محددة: جينات مُحسِنة وجينات كاتم الصوت التي تحافظ على أو تبطئ التعبير عن جينات معينة على التوالي.

    6) الجين البنيوي حقيقيات النوى له منطقتان exons و introns. تعد الإكسونات أجزاء أساسية أو أجزاء مشفرة بينما تعد الإنترونات أجزاء غير أساسية. تتم إزالة الأجزاء غير المشفرة أو الإنترونات عن طريق نوكلياز. يتم ضم المناطق الخارجية معًا. وهذا ما يسمى أيضًا بالربط.

    7) يخضع mRNA المشكلة حديثًا لعدة تغييرات في نهاية 5'-3 '. يتلقى غطاءًا عند الطرف 5 و poly A tail عند 3. ثم يتم نقل mRNA عبر مسام الغشاء النووي للنقل بمساعدة الريبوسومات و tRNA.

    التعبيرات الجينية في حقيقيات النوى

    أهمية تنظيم الجينات:

    دلالات آلية تنظيم الجينات هي كما يلي:

    أ) يسمح تنظيم الجينات بعملية التمثيل الغذائي لمواد كيميائية معينة بواسطة خلية معينة.

    ب) يساعد تنظيم الجينات في النمو والتمايز مما يسبب التشكل.

    ج) يسمح للخلايا بالتكيف مع التغيرات البيئية.

    د) يسمح تنظيم التعبير الجيني بالتعبير عن الجينات التي هي بحاجة ماسة للخلية فقط.

    ه) يساعد تنظيم الجينات على إنتاج مواد كيميائية محددة بواسطة خلايا معينة.

    التمايز والتنمية

    يُعرَّف التمايز بأنه التسلسل الكامل للتغييرات التي ينطوي عليها التنويع التدريجي للخلايا والأنسجة والأعضاء والنظام إلخ بحيث تصبح الخلية متخصصة للقيام بوظيفة محددة بشكل أكثر كفاءة.

    تتضمن عملية التطور تقسيم البويضات المخصبة إلى خلايا عديدة. خلال الانقسام المبكر ، تكون المتفجرات مكتملة النمو. هذا يعني أن كل خلية جنينية قادرة على التطور إلى الجنين وتؤدي إلى ظهور جميع أنواع الأنسجة للكائن الحي البالغ. مع تقدم الانقسام الخلوي ، تفقد الخلايا المتفجرة تدريجياً قدرتها الكاملة. تشكل هذه الخلايا مجتمعة الأنسجة والأعضاء والجهاز ونظام الأعضاء مثل الأوراق والجذع في النبات والدماغ والكبد وما إلى ذلك في الحيوانات. تسمى العملية برمتها التي يتم من خلالها تخصص الخلايا الجنينية غير المتخصصة وتؤدي إلى ظهور أنسجة معينة بالتمايز.

    أنواع التمايز

    نظرًا لأن التمايز هو حدث خلوي ، فإنه يحدث داخل مجموعات من الخلايا المتشابهة. يمكن أن يكون من نوعين:

    1) التمايز داخل الخلايا-إنه التغيير داخل الخلايا (مثل نضوج الحيوانات المنوية).

    2) التمايز بين الخلايا- إنه التغيير بين الخلايا. إنه ينطوي على الاختلاف التدريجي لخليتين أو أكثر.

    من غير المعروف ما هي الأحداث الأولية التي تؤدي إلى التمايز على طول مسار معين. في الأساس ، تحدث التغيرات الكيميائية بفعل عمل الإنزيم. أي تغيير في نمط الإنزيم يؤدي بطبيعة الحال إلى التمايز. لذلك ، تتضمن عملية التمايز نشاطًا جينيًا. تعمل الجينات المختلفة في أوقات مختلفة لتلبية متطلبات الكائنات الحية.

    شيخوخة

    يمكن تعريف الشيخوخة على أنها التدهور التدريجي في بنية ووظيفة الخلايا والأنسجة والأعضاء وأنظمة الأعضاء في الكائن الحي مع تقدم العمر. يُعرف مجال علم الأحياء التطوري الذي يتعامل مع دراسة الشيخوخة باسم علم الشيخوخة.

    تختلف آثار الشيخوخة بشكل كبير في مجموعات مختلفة. البكتيريا والفيروسات وأغلبية الأوليات خالية من الشيخوخة. ومع ذلك ، لا يعيش أي كائن متعدد الخلايا إلى الأبد. حتى في ظل أفضل الظروف (بدون حادث أو مرض) يموت كل ميتازوان بموته الطبيعي ، على الرغم من اختلاف العمر الافتراضي بشكل كبير. بينما يعيش البعض لفترات قصيرة فقط ، قد يعيش البعض الآخر لعدة عقود أو حتى قرون. من المعروف أن بعض شقائق النعمان عاشت لمدة 78 عامًا تقريبًا ، أما السلاحف فقد عاشت حتى 150 عامًا.

    الأساس الجيني للشيخوخة

    تم اقتراح العديد من النظريات لشرح ظاهرة الشيخوخة. وفقًا للنظرية الجينية للشيخوخة ، يمتلك جميع الأفراد جينات الشيخوخة في جينومهم ، والتي تحدد معدل الشيخوخة وأقصى عمر. هناك قدر كبير من الأدلة لدعم هذا الرأي-

    1) العمر السنوي للنباتات بالرغم من أنسب الظروف البيئية

    2) تختلف فترات الحياة حتى في أنواع مختلفة من الثدييات

    3) يختلف طول العمر حتى في سلالات مختلفة من نوع واحد.

    سرطان

    السرطان مشكلة مرتبطة بالتمايز والتطور. يتم تنظيم النمو والتمايز من خلال آليات مختلفة للتحكم في النمو. ولكن في حالة السرطان (مرض خبيث) ، تنحرف الخلية عن آلية التحكم في النمو المعتادة. بمعنى آخر ، تفقد الخلية آلية التحكم في النمو والتنظيم. تتصرف هذه الخلية بشكل مختلف عن الخلية العادية. نتيجة لذلك ، تبدأ الخلية في إحداث وإتلاف الأنسجة الطبيعية مما يؤدي إلى الإصابة بالسرطان. تسمى الخلايا بالخلايا الخبيثة أو السرطانية. تستمر هذه الخلايا في الانقسام دون رادع ، مما يؤدي إلى عدد دائم من الخلايا السرطانية وبالتالي يتم تطوير الورم. لذلك ، يمكن تعريف السرطان بأنه نمو غير منظم للخلايا حيث اختفت آليات التحكم والتنظيم أو كانت غير فعالة ،

    أ) قد يكون سبب السرطان هو تغير في الكروموسومات أو طفرات جينية في نوى الخلايا الجسدية.

    ب) بعض التغيرات في السيتوبلازم التي تؤدي إلى فقدان السيطرة على الانقسام النووي والهيولي قد تسبب السرطان. يشير هذا إلى أن التغيير الجيني قد لا يكون عاملاً أساسياً في الإصابة بالسرطان.

    كيشاري ، أرفيند ك. وكمال ك. أديكاري. كتاب نصي لعلم الأحياء الثانوي العالي (الصف الثاني عشر). الأول. كاتماندو: Vidyarthi Pustak Bhandar ، 2015.

    ميهتا ، كريشنا رام.مبدأ علم الأحياء.الطبعة الثانية كاتماندو: أسميتا 20682069.

    جوردن ، س.مبدأ علم الأحياء.الطبعة الثانية . كاتماندو: منشورات كتاب أسميتا ، 2068.2069.

    تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam يونيكورن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لبيانات كبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. استجابة قراصنة بديهية

    جاكوب سيمز

    نموذج أولي بديهي لقائد الفكر ، شخصيات بارالاكس بارادايم ، ظل طويل يشرك يونيكورن نموذج صندوق SpaceTeam.

    كيلي ديويت

    الشلال المستجيب الذي يحركه المخترقون الحدسي هو حتى عام 2000 ورأس المال الاستثماري المتأخر من كورتادو. تعمل شاحنة الطعام على دمج البرمجة الزوجية البديهية لتصميم ستيف جوبز المفكر والصانع والفاعل الذي يركز على الإنسان.

    تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam يونيكورن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لبيانات كبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. استجابة قراصنة بديهية

    لوك سميث

    Unicorn disrupt تكامل البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الضخمة على سطح الملعب بنموذج أولي بديهي طويل الظل. استجابة قراصنة بديهية

    اترك تعليقا :
    أشياء للذكرى
    • ذبابة الفاكهة لديه 5000-10000 جين. يبدو أن جينوم الإنسان أحادي الصبغة يحتوي على ما لا يقل عن 23000-100000 جين.
    • في حقيقيات النوى ، يكون معظم الحمض النووي غير وظيفي أو غير نشط ويعرف باسم الحمض النووي الزائد أو الحمض النووي المتكرر. يحتوي الكائن ثنائي الصبغيات على مجموعتين من الكروموسومات.
    • دلالات مختلفة لتنظيم الجينات
    • يُعرَّف التمايز بأنه التسلسل الكامل للتغييرات التي ينطوي عليها التنويع التدريجي للخلايا والأنسجة والأعضاء والنظام إلخ بحيث تصبح الخلية متخصصة للقيام بوظيفة محددة بشكل أكثر كفاءة.
    • نظرًا لأن التمايز هو حدث خلوي ، فإنه يحدث داخل مجموعات من الخلايا المتشابهة.
    • يمكن تعريف الشيخوخة على أنها التدهور التدريجي في بنية ووظيفة الخلايا والأنسجة والأعضاء وأنظمة الأعضاء في الكائن الحي مع تقدم العمر. يُعرف مجال علم الأحياء التطوري الذي يتعامل مع دراسة الشيخوخة باسم علم الشيخوخة.
    • السرطان مشكلة مرتبطة بالتمايز والتطور. يتم تنظيم النمو والتمايز من خلال آليات مختلفة للتحكم في النمو.
    • وتشمل كل علاقة أقيمت بين الناس.
    • يمكن أن يكون هناك أكثر من مجتمع واحد في المجتمع. المجتمع أصغر من المجتمع.
    • إنها شبكة من العلاقات الاجتماعية التي لا يمكن رؤيتها أو لمسها.
    • المصالح المشتركة والأهداف المشتركة ليست ضرورية للمجتمع.

    ابق على اتصال مع Kullabs. يمكنك أن تجدنا في كل منصات التواصل الاجتماعي تقريبًا.


    تنظيم الجينات النسخ حقيقية النواة

    مثل الخلايا بدائية النواة ، يتطلب نسخ الجينات في حقيقيات النوى أفعال بوليميريز الحمض النووي الريبي لربط تسلسل أعلى للجين لبدء النسخ. ومع ذلك ، على عكس الخلايا بدائية النواة ، فإن بوليميراز الحمض النووي الريبي حقيقي النواة يتطلب بروتينات أخرى ، أو عوامل نسخ ، لتسهيل بدء النسخ. عوامل النسخ هي بروتينات ترتبط بـ المروجين التسلسل والتسلسلات التنظيمية الأخرى للتحكم في نسخ الجين المستهدف. لا يمكن لبوليميراز الحمض النووي الريبي في حد ذاته بدء النسخ في الخلايا حقيقية النواة. يجب أن ترتبط عوامل النسخ بمنطقة المروج أولاً وأن تقوم بتجنيد بوليميراز الحمض النووي الريبي في الموقع ليتم إنشاء النسخ.

    شاهد عملية النسخ - صنع الحمض النووي الريبي من قالب الحمض النووي:

    المروج وآلة النسخ

    الشكل 3. المُحسِّن هو تسلسل الحمض النووي الذي يعزز النسخ. يتكون كل مُحسِّن من تسلسلات قصيرة من الحمض النووي تسمى عناصر التحكم البعيدة. تتفاعل المنشطات المرتبطة بعناصر التحكم البعيدة مع البروتينات الوسيطة وعوامل النسخ. قد يكون لجينين مختلفين نفس المحفز ولكن عناصر تحكم بعيدة مختلفة ، مما يتيح التعبير الجيني التفاضلي.

    يتم تنظيم الجينات لجعل التحكم في التعبير الجيني أسهل. ال منطقة المروج هو المنبع مباشرة لتسلسل الترميز. الغرض من المروج هو ربط عوامل النسخ التي تتحكم في بدء النسخ.

    المعززات والنسخ

    في بعض الجينات حقيقية النواة ، توجد مناطق تساعد في زيادة أو تحسين النسخ. هذه المناطق ، ودعا معززات، ليست بالضرورة قريبة من الجينات التي تعززها. يمكن أن توجد في الجزء العلوي من الجين ، داخل منطقة ترميز الجين ، أو في اتجاه مجرى الجين ، أو قد تكون على بعد آلاف النيوكليوتيدات. مناطق المحسن هي سلاسل ملزمة ، أو مواقع ، لعوامل النسخ. عندما يرتبط بروتين ثني الحمض النووي ، يتغير شكل الحمض النووي (الشكل 3). يسمح هذا التغيير في الشكل بتفاعل المنشطات مرتبطة بالمعززات بعوامل النسخ المرتبطة بمنطقة المروج وبوليميراز الحمض النووي الريبي.

    إيقاف تشغيل الجينات: مكابس النسخ

    مثل الخلايا بدائية النواة ، تمتلك الخلايا حقيقية النواة أيضًا آليات لمنع النسخ. نسخ القامعين يمكن أن يرتبط بمناطق المحفز أو المحسن ويمنع النسخ. مثل المنشطات النسخية ، تستجيب المثبطات للمحفزات الخارجية لمنع ارتباط عوامل النسخ المنشطة.

    باختصار: لائحة جين النسخ حقيقية النواة

    لبدء النسخ ، يجب أن ترتبط عوامل النسخ أولاً بالمحفز وتجنيد بوليميراز الحمض النووي الريبي في هذا الموقع. بالإضافة إلى تسلسل المحفز ، تساعد مناطق المحسن في زيادة النسخ. يمكن أن تكون المعززات في المنبع ، أو في اتجاه مجرى النهر ، أو داخل الجين نفسه ، أو على كروموسومات أخرى. ترتبط عوامل النسخ بمناطق المحسن لزيادة أو منع النسخ.

    أسئلة الممارسة

    يلزم ربط ________ لبدء النسخ.

    ماذا سينتج عن ارتباط عامل النسخ بمنطقة مُحسِّن؟

    1. نقص نسخ الجين المجاور
    2. زيادة نسخ الجين البعيد
    3. تغيير ترجمة الجين المجاور
    4. الشروع في توظيف بوليميراز الحمض النووي الريبي

    يمكن للطفرة داخل منطقة المروج أن تغير نسخ الجين. صف كيف يمكن أن يحدث هذا.

    ماذا يمكن أن يحدث إذا كانت الخلية تحتوي على الكثير من عامل النسخ المنشط؟


    تنظيم التعبير الجيني في مراحل مختلفة

    هناك أنواع مختلفة من الجينات في الجسم ويمكن تنظيم كل منها بخطوات مختلفة. المراحل التي يتم فيها تنظيم الجينات هي:

    إمكانية الوصول إلى الكروماتين:بنية الحمض النووي وبروتيناته (الكروماتين) عند الاسترخاء أو الفتح ، تصبح جينات الكروماتين أكثر سهولة في عملية النسخ.

    النسخ:يرتبط بروتين عامل النسخ ببعض الحمض النووي المحدد ، ثم يقوم إما بقمع أو تعزيز التعبير الجيني. يعتبر النسخ بمثابة النقطة التنظيمية الرئيسية.

    معالجة RNA:يتم تنظيم السد والتقطيع والإضافة إلى جزيء RNA لتناسبه في النواة. يتم إجراء التضفير البديل لصنع مختلف الرنا المرسال.

    ترجمة:هناك بعض الجينات التنظيمية الموجودة التي تعزز أو تقلل من ترجمة الرنا المرسال. في بعض الأحيان ، يتم حظر ترجمة mRNA بدلاً من تقطيعها.

    استقرار الحمض النووي الريبي:ينتج عن mRNA إنتاج بروتينات مختلفة في العصارة الخلوية. بعض miRNAs عبارة عن رنا تنظيمي يقطع الرنا المرسال عن طريق الارتباط بالمواقع المستهدفة. يمكن تنظيم الجينات في مراحل مختلفة ولكن الأفضل ويتم تنظيم غالبية الجينات خلال مرحلة النسخ. تنقح المراحل اللاحقة التعبير الجيني.


    لبدء النسخ ، يجب أن ترتبط عوامل النسخ العامة ، مثل TFIID و TFIIH وغيرهما ، أولاً بصندوق TATA وتوظيف بوليميريز RNA في هذا الموقع. ربط عوامل النسخ التنظيمية الإضافية بـ رابطة الدول المستقلة-عناصر الفاعلية إما أن تزيد أو تمنع النسخ. بالإضافة إلى تسلسل المحفز ، تساعد مناطق المحسن في زيادة النسخ. يمكن أن تكون المعززات في المنبع ، أو في اتجاه مجرى النهر ، أو داخل الجين نفسه ، أو على كروموسومات أخرى. ترتبط عوامل النسخ بمناطق المحسن لزيادة أو منع النسخ.

    يلزم ربط ________ لبدء النسخ.

    ماذا سينتج عن ارتباط عامل النسخ بمنطقة مُحسِّن؟

    1. نقص نسخ الجين المجاور
    2. زيادة نسخ الجين البعيد
    3. تغيير ترجمة الجين المجاور
    4. الشروع في توظيف بوليميراز الحمض النووي الريبي

    نمذجة المفاتيح التنظيمية الخاصة بـ بيتكس 1 الجين في سمكة Stickleback

    يدعم هذا النشاط العملي المفاهيم التي تم تناولها في الفيلم مفاتيح متطورة ، أجسام متطورة حول تطور أسماك أبو شوكة. يفسر الطلاب المخططات الجزيئية ويبنون نماذج فيزيائية لتنظيم الجينات حقيقية النواة.

    يقوم الطلاب بمراجعة نسخ الجينات حقيقية النواة باستخدام مثال الجين المسمى بيتكس 1، والتي تشارك في تطوير العمود الفقري الحوضي في أسماك أبو شوكة. يستكشفون كيف التغييرات في بيتكس 1 يمكن أن يؤثر التعبير الجيني على نمو الجسم ، ويتعلم كيف تلعب هذه التغييرات ، مع الضغط الانتقائي المناسب ، دورًا في تطور السكان. سيقومون بعد ذلك بإنشاء نماذج توضح كيفية القيام بذلك بيتكس 1 يتم تنظيم النسخ الجيني في مجموعتين مختلفتين شكليًا من أسماك أبو شوكة.

    يوجه رابط "Resource Google Folder" إلى مجلد Google Drive لمستندات الموارد بتنسيق محرّر مستندات Google. قد لا تتوفر جميع المستندات القابلة للتنزيل الخاصة بالمورد بهذا التنسيق. The Google Drive folder is set as “View Only” to save a copy of a document in this folder to your Google Drive, open that document, then select File → “Make a copy.” These documents can be copied, modified, and distributed online following the Terms of Use listed in the “Details” section below, including crediting BioInteractive.


    التعديلات الكيميائية ونشاط البروتين وطول العمر

    يمكن تعديل البروتينات كيميائيًا بإضافة مجموعات تشمل مجموعات الميثيل والفوسفات والأسيتيل واليوبيكويتين. إن إضافة أو إزالة هذه المجموعات من البروتينات ينظم نشاطها أو طول الفترة التي توجد فيها في الخلية. Sometimes these modifications can regulate where a protein is found in the cell—for example, in the nucleus, the cytoplasm, or attached to the plasma membrane.

    تحدث التعديلات الكيميائية استجابة للمنبهات الخارجية مثل الإجهاد أو نقص المغذيات أو الحرارة أو التعرض للأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن تغير هذه التغييرات إمكانية الوصول إلى الوراثة اللاجينية ، أو النسخ ، أو استقرار الرنا المرسال ، أو الترجمة - كل ذلك يؤدي إلى تغييرات في التعبير عن الجينات المختلفة. هذه طريقة فعالة للخلية لتغيير مستويات بروتينات معينة بسرعة استجابة للبيئة. نظرًا لأن البروتينات متورطة في كل مرحلة من مراحل تنظيم الجينات ، فإن فسفرة البروتين (اعتمادًا على البروتين المعدل) يمكن أن تغير إمكانية الوصول إلى الكروموسوم ، ويمكن أن تغير الترجمة (عن طريق تغيير ارتباط أو وظيفة عامل النسخ) ، ويمكن أن تغير النقل النووي ( من خلال التأثير على تعديلات معقد المسام النووي) ، يمكن أن يغير استقرار الحمض النووي الريبي (عن طريق الارتباط أو عدم الارتباط بـ RNA لتنظيم استقراره) ، أو يمكنه تعديل الترجمة (زيادة أو نقصان) ، أو يمكنه تغيير التعديلات اللاحقة للترجمة (إضافة أو إزالة الفوسفات أو تعديلات كيميائية أخرى).

    تؤدي إضافة مجموعة اليوبيكويتين إلى البروتين إلى تحديد هذا البروتين للتحلل. يعمل Ubiquitin كعلم يشير إلى اكتمال عمر البروتين. These proteins are moved to the proteasome , an organelle that functions to remove proteins, to be degraded ([link]). لذلك ، فإن إحدى طرق التحكم في التعبير الجيني هي تغيير طول عمر البروتين.



    استقرار RNA و microRNAs

    بالإضافة إلى RBPs التي ترتبط وتتحكم (تزيد أو تنقص) استقرار RNA ، يمكن لعناصر أخرى تسمى microRNAs أن ترتبط بجزيء RNA. هؤلاء ميكرو آر إن إيه, or miRNAs, are short RNA molecules that are only 21 to 24 nucleotides in length. تصنع الجزيئات المجهرية في النواة على أنها أجسام ما قبل ميرنا أطول. These pre-miRNAs are chopped into mature miRNAs by a protein called Dicer . مثل عوامل النسخ و RBPs ، تتعرف miRNAs الناضجة على تسلسل محدد وترتبط بـ RNA ، ومع ذلك ، ترتبط miRNAs أيضًا بمركب بروتين نووي ريبي يسمى مجمع الإسكات الناجم عن الحمض النووي الريبي (RISC). The RNA component of the RISC base-pairs with complementary sequences on an mRNA and either impede translation of the message or lead to the degradation of the mRNA.


    شاهد الفيديو: الدورة الخلوية والانقسام الخيطي - بيولوجيا الخلية (ديسمبر 2022).