Gene Quy chế ở sinh vật nhân chuẩn

Chia sẻ: Nguyễn Thị Phương Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một số được thể hiện như một tế bào đi vào một con đường cụ thể của sự khác biệt. Một số được thể hiện tất cả các thời gian trong chỉ những tế bào có phân biệt theo một cách cụ thể. Ví dụ, một tế bào plasma thể hiện liên tục các gen cho các kháng thể nó tổng hợp. Một số được biểu hiện chỉ như là điều kiện xung quanh và trong các thay đổi của tế bào.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Gene Quy chế ở sinh vật nhân chuẩn

Gene Quy chế ở sinh vật nhân chuẩn Những ước tính mới nhất được rằng một tế bào của con người, một tế bào có nhân điển hình, có một số 21.000 gen. Một số trong số này được thể hiện trong tất cả các tế bào tất cả các thời  gian. Những cái gọi là gen quản gia có trách nhiệm cho các chức năng trao đổi chất thông thường (ví dụ như hô hấp) chung cho tất cả các tế bào. Một số được thể hiện như một tế bào đi vào một con đường cụ thể của sự  khác biệt. Một số được thể hiện tất cả các thời gian trong chỉ những tế bào có phân  biệt theo một cách cụ thể. Ví dụ, một tế bào plasma thể hiện liên tục các gen cho các kháng thể nó tổng hợp. Một số được biểu hiện chỉ như là điều kiện xung quanh và trong các thay  đổi của tế bào. Ví dụ, sự xuất hiện của một hoóc môn có thể bật (hoặc tắt) một số gen trong tế bào đó. Làm thế nào là biểu hiện gen quy định? Có một số phương pháp được sử dụng bởi sinh vật nhân chuẩn. Thay đổi tốc độ của phiên mã của gen. Điều này là quan trọng và chiến  lược sử dụng rộng rãi nhất và là một trong những chúng ta sẽ xem xét ở đây. Tuy nhiên, sinh vật nhân chuẩn quy định bổ sung phiên mã với một số  phương pháp khác: o Thay đổi tốc độ bảng điểm RNA được xử lý trong khi vẫn còn trong hạt nhân. [ Thảo luận về các RNA chế biến ] o Thay đổi sự ổn định của RNA ( mRNA) phân tử, đó là tốc độ mà họ đang bị suy thoái. [ Liên kết để thảo luận về sự can thiệp RNA ] o Thay đổi hiệu quả mà r ibosome dịch các mRNA thành một chuỗi polypeptide . [ Ví dụ ] Gen mã hóa protein có exon có trình tự mã hóa các polypeptide; 
intron sẽ bị loại ra khỏi  mRNA trước khi nó được phiên dịch [ Thảo luận ]; một sự khởi đầu phiên mã trang web  một promoter  o việc hoặc promoter lõi cơ bản nằm trong khoảng 40 cặp base (bp) của các trang web bắt đầu o một "ngược dòng" quảng bá , có thể mở rộng hơn bao nhiêu là 200 bp xa hơn về phía thượng lưu chất hỗ trợ  bộ phận giảm thanh  gen lân cận thường được phân cách bởi một chất cách điện , giúp họ tránh nói chuyện qua lại giữa các nhà tổ chức của mỗi và chất hỗ trợ (và / hoặc giảm thanh). Phiên mã bắt đầu trang web Đây là nơi mà một phân tử RNA polymerase II ( pol II , còn được gọi là RNAP II ) liên kết. Pol II là một phức tạp của 12 protein khác nhau (như trong hình màu vàng với màu vòng tròn nhỏ chồng lên trên nó). Các trang web là nơi bắt đầu phiên mã của gen vào RNA bắt đầu. Các cơ sở promoter Các cơ sở promoter chứa một trình tự của 7 cơ sở (TATAAAA) được gọi là hộp TATA . Đó là bị ràng buộc bởi một phức hợp lớn của khoảng 50 loại protein khác nhau, bao gồm cả Yếu tố sao chép IID ( TFIID ) mà là một phức tạp của  o TATA-binding protein ( TBP ), công nhận và gắn vào các hộp TATA o 14 yếu tố protein khác liên kết với TBP - và mỗi khác - nhưng chưa đến DNA. Yếu tố sao chép IIB ( TFIIB ) mà liên kết với cả DNA và pol II.  Các cơ sở hoặc promoter lõi được tìm thấy trong tất cả các gen mã hóa protein. Điều này trái ngược với các promoter thượng nguồn có cấu trúc và liên kết các yếu tố khác với gen để gen.
Mặc dù con số này là rút ra như là một đường thẳng, sự gắn kết của các yếu tố phiên mã với nhau có thể rút ra các DNA của promoter vào vòng một. Nhiều gen khác nhau và các loại khác nhau của các tế bào chia sẻ cùng các yếu tố phiên mã - không chỉ những ràng buộc ở các promoter cơ sở nhưng ngay cả một số trong những kết ngược dòng. Điều gì biến trên một gen đặc biệt trong một tế bào đặc biệt có lẽ là duy nhất kết hợp của các trang web quảng bá và các yếu tố phiên mã mà được chọn. Một suy Các hàng của các hộp khóa vào ngân hàng cung cấp cho một tương tự rất hữu ích. Để mở bất kỳ hộp đặc biệt trong phòng đòi hỏi phải có hai phím: phím của bạn, có phù hợp với mô hình của rãnh chỉ khóa của hộp giao  cho bạn (= các promoter thượng nguồn), nhưng không thể mở khóa các hộp mà không có một khóa thực bởi một nhân viên ngân hàng có thể kích hoạt các cơ chế  mở của bất kỳ hộp (= các promoter cơ bản) nhưng không thể tự mở bất kỳ hộp. Liên kết với một cuộc thảo luận về cách trình tự ADN của các trang web quảng bá có thể được xác định. các yếu tố phiên mã chỉ chiếm một phần nhỏ của các protein trong tế bào. Liên kết với một cuộc thảo luận về cách thức họ dù sao cũng có thể được cô lập và tinh khiết. Kích thích tố gây nhiều tác dụng của chúng bằng cách hình thành các yếu tố phiên mã. Các khu phức hợp của hormone với thụ thể của họ đại diện cho một lớp các yếu tố phiên mã. Hormone "yếu tố phản ứng" , mà phức tạp liên kết, được các trang web quảng bá . Liên kết với một cuộc thảo luận trong số này. Phôi phát triển đòi hỏi phải phối hợp sản xuất và phân phối của các yếu tố phiên mã.
Liên kết với một cuộc thảo luận của một số các yếu tố phiên mã mà cơ thể sản xuất các kế hoạch phân đoạn ở ruồi giấm. Enhancers Một số yếu tố phiên mã ("Enhancer-binding protein") liên kết với các khu vực của DNA được hàng ngàn cặp đi từ gene mà họ kiểm soát. Ràng buộc làm tăng tỷ lệ của phiên mã của gen. Chất hỗ trợ có thể được đặt phía thượng lưu, hạ lưu, hoặc thậm chí trong các gen mà họ kiểm soát. Làm thế nào liên kết của protein để tăng cường khả năng một điều tiết sự phiên mã của một gen của hàng ngàn cặp đi? Một khả năng là enhancer-binding protein - bổ sung cho trang web của DNA- ràng buộc của họ, có các trang web liên kết với các yếu tố phiên mã ("TF") lắp ráp tại các promoter của gene. Điều này sẽ rút ra những DNA vào trong vòng một (như trong hình). Bằng chứng gần đây cho thấy rằng những vòng được ổn định bởi cohesin - cùng một khu phức hợp protein chứa nhiễm sắc chị em với nhau trong nguyên phân và giảm phân. [ Link ] Visual bằng chứng
Michael R. Botchan (người vui lòng cung cấp những hiển vi điện tử) và các đồng nghiệp của ông đã được sản xuất bằng chứng trực quan của mô hình này hoạt động enhancer. Họ tạo ra một phân tử DNA nhân tạo với một số (4) promoter các trang web cho Sp1 khoảng  300 cơ sở từ một đầu. Sp1 là một ngón tay kẽm yếu tố phiên mã có liên kết với chuỗi 5 'GGGCGG 3' tìm thấy trong các quảng bá của nhiều gen, đặc biệt là "vệ sinh" gen. một số (5) tăng cường khả năng các trang  web khoảng 800 cơ sở từ đầu kia. Đây là những ràng buộc bởi một- binding protein enhancer được E2 . 1860 cơ sở đôi DNA giữa hai người.  Khi các phân tử DNA được thêm vào một hỗn hợp của Sp1 và E2, kính hiển vi điện tử cho thấy DNA đã được kéo vào vòng với "đuôi" của các cặp cơ sở khoảng 300 và 800. Tại mỗi vòng cổ của hai globs phân biệt vật liệu, một trong những đại diện Sp1 (màu đỏ), các E2 khác (màu xanh) phân tử. (Hai hiển vi trùng, thấp hơn một đã được dán nhãn để cho thấy việc giải thích.) Các phân tử DNA nhân tạo còn thiếu, hoặc các trang web hoặc các trang web quảng bá enhancer, hoặc với các phiên bản đột biến của họ, không tạo thành vòng khi trộn với hai protein. Bộ phận giảm thanh Bộ phận giảm thanh là các vùng kiểm soát của DNA, giống như chất hỗ trợ, có thể bố trí hàng ngàn cặp đi từ gene mà họ kiểm soát. Tuy nhiên, khi phiên mã các yếu tố liên kết với họ, biểu hiện của gen mà họ kiểm soát được đàn áp. Cách điện Một vấn đề: Như bạn thấy ở trên , chất hỗ trợ có thể bật quảng bá của các gen nằm hàng ngàn cặp đi. Điều gì là để ngăn chặn một enhancer từ không thích hợp ràng
buộc và kích hoạt các promoter của một số gen khác trong cùng một vùng của nhiễm sắc thể? Một câu trả lời: là một chất cách điện . Cách điện được các đoạn ADN (vài như là 42 cặp cơ sở có thể làm các trick)  nằm giữa  o enhancer (s) và promoter hay o giảm âm (s) và promoter của gần gen hoặc các tập hợp gen lân cận. Chức năng của chúng là để ngăn chặn một gen khỏi bị ảnh hưởng bởi các kích hoạt (hoặc đàn áp) của các nước láng giềng. Ví dụ: Các bộ tăng cường cho các promoter của gene cho chuỗi đồng bằng của gamma / đồng bằng T-cell receptor đối với kháng nguyên ( TCR ) nằm gần promoter cho chuỗi alpha của alpha / beta TCR (trên nhiễm sắc thể 14 ở người). AT di động phải lựa chọn giữa một hay khác. Có một cách điện giữa promoter gen alpha và đồng bằng promoter của gen nhằm đảm bảo kích hoạt của một người không lây lan sang người khác. Liên kết để thảo luận về alpha / beta và gamma / đồng bằng tế bào T. Tất cả các chất cách điện được phát hiện cho đến nay trong vật có xương sống làm việc chỉ khi bị ràng buộc bởi một protein được CTCF ("CCCTC yếu tố ràng buộc", đặt theo tên của một chuỗi nucleotide hàng tại tất cả các chất cách điện). CTCF có 11 ngón tay kẽm. [ Xem một ví dụ của một protein ngón tay kẽm ]
Một ví dụ khác: Ở động vật có vú (chuột, con người, lợn), chỉ có allele cho giống như insulin tăng trưởng yếu tố-2 ( IGF2 ) thừa hưởng từ cha của một trong những hoạt động, đó thừa hưởng từ người mẹ không - một hiện tượng gọi là imprinting . Các cơ chế: người mẹ alen có một chất cách điện giữa các IGF2 promoter và tăng cường. Vì vậy, không cha của alen, nhưng trong trường hợp của ông, cách điện đã được methyl hóa. CTCF có thể không còn liên kết với chất cách điện, và do đó tăng cường khả năng là hoàn toàn có thể bật của cha IGF2 promoter. Liên kết với một cuộc thảo luận của imprinting. Nhiều-thương mại quan trọng giống lợn đã được tạo ra để chứa một gen làm tăng tỷ lệ cơ xương để chất béo. gen này đã được lập trình tự và hóa ra là một allele của IGF2 , trong đó có một đơn đột biến điểm ở một trong của nó intron . Lợn có đột biến này sản xuất các cấp cao hơn của IGF2 mRNA trong cơ xương của họ (nhưng không phải trong gan của họ). Điều này cho chúng ta biết: Đột biến không cần phải được mã hóa trong phần protein của một gen để  ảnh hưởng đến kiểu hình . Đột biến trong các phần không mã hóa của một gen có thể ảnh hưởng  đến gen đó là quy định (ở đây, một thay đổi trong cơ bắp nhưng không có trong gan). Liên kết với một ví dụ về các hiện tượng này. Gene quy định ở vi khuẩn Vi khuẩn cũng có cơ chế điều chỉnh biểu hiện gen. Đây là những mô tả trong operon .