Gēnu regulēšana ir process, kurā tiek kontrolēti gēni, kas ir izteikti šūnu DNS. Kontrolējot gēna ekspresiju, šūnas var kontrolēt funkcionālo olbaltumvielu ražošanu šūnās. Daži gēni tiek ieslēgti, bet citi tiek izslēgti atbilstoši prasībai. Gēnu regulēšanu var veikt, sākot ar DNS pieejamību, mRNS ražošanu un beidzot ar olbaltumvielu pārstrādi. Dažādos gēnu ekspresijas punktos tiek kontrolēti dažādi gēni; piemēram, hromatīna struktūras regulēšana, transkripcijas līmenis un RNS apstrādes līmenis utt. Pozitīvs un negatīvs gēnu regulējums ir divi gēnu regulēšanas procesi, kuros attiecīgi tiek izteikti gēni, un gēni tiek nomākti. Galvenā atšķirība starp pozitīvo un negatīvo gēnu ekspresiju ir tā pozitīvā gēna regulācijā transkripcijas faktors saistās ar gēna veicinātāju un atvieglo RNS polimerāzes saistīšanos ar gēna transkripciju kamēr negatīvā gēna regulācijā represora proteīns saistās ar gēna operatoru un novērš gēna ekspresiju.
SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir pozitīvs gēnu regulējums
3. Kas ir negatīvs gēnu regulējums
4. Salīdzinājums blakus - pozitīvs un negatīvs gēnu regulējums
5. Kopsavilkums
Transkripcija ir sākotnējais gēna ekspresijas solis. Tas notiek tikai tad, kad gēnam ir piesaistīta RNS polimerāze. Ja šī pievienošanās neizdodas, gēna ekspresija nav iespējama; līdz ar to gēnu ekspresiju var regulēt. RNS polimerāzes saistīšanos ar DNS inducē kodolā esošie transkripcijas faktori. Transkripcijas faktors ir olbaltumviela, kas ir neatņemama gēna ekspresijas sastāvdaļa. Šim faktoram vajadzētu saistīties ar gēna promocijas reģionu, lai aktivizētu gēna ekspresiju, piesaistot RNS polimerāzi šablona DNS. Transkripcijas faktors var darboties atsevišķi vai kopā ar citiem proteīniem, lai regulētu gēna ekspresijas ātrumu, veicinot vai bloķējot RNS polimerāzes enzīmu, kas katalizē mRNS sintēzi.
Pozitīva gēnu regulēšana ir process, kas virza gēnus izteikt un radīt olbaltumvielas, ko tie kodē. Tas notiek sakarā ar transkripcijas faktora saistīšanos ar promotoru un RNA polimerāzes vervēšanu, lai sāktu transkripciju. cAMP-CRP komplekss ir aktivators pozitīvai β-galaktozidāze gēns.
01. attēls: Pozitīvs gēnu regulējums
Gēnu ekspresiju var bloķēt noteiktas šūnās esošās olbaltumvielas. Tie darbojas kā gēnu aktivizācijas inhibitori. Tie ir zināmi kā represoru proteīni. Repressors ir olbaltumviela, kas saistās ar gēna vai veicinātāja vietni un aptur transkripciju. Tādējādi negatīvā gēnu regulēšana ir process, kurā tiek liegts gēniem izteikt un ražot olbaltumvielas. Repressora olbaltumvielu saistīšanās gēna promocijas reģionā kavē gēnu, sākumā bloķējot RNS polimerāzi. Attiecīgo gēnu var izteikt, lai iegūtu olbaltumvielas tikai tad, kad nav reprezentora. Triptofāns ir izplatīta represoru molekula, kas iesaistīta negatīvā gēna regulēšanā.
02 attēls: Negatīvs gēnu regulējums
Pozitīvs vs negatīvs gēnu regulējums | |
Pozitīva gēnu regulēšana ir process, kura rezultātā gēni ekspresē un sintezē olbaltumvielas. | Negatīva gēna regulēšana ir process, kas ierobežo gēnu ekspresiju. |
Iesaistītie faktori | |
Pozitīvu kontroli veic aktivators vai transkripcijas faktors, saistoties ar promotora reģionu. | Negatīvu kontroli veic, repressora olbaltumvielām piesaistoties gēnu promoterim vai operatora vietnei. |
RNS polimerāzes vervēšana | |
RNS polimerāze tiek pieņemta darbā, lai sāktu transkripciju. | RNS polimerāze netiek pieņemta darbā, lai sāktu transkripciju. |
Šūnas satur savu ģenētisko informāciju kā gēni, kas paslēpti DNS. Gēni ekspresē un sintezē olbaltumvielas, un šo procesu sauc par gēnu ekspresiju. Tomēr šūnās tiek kontrolēta gēnu ekspresija, lai izvairītos no enerģijas un izejvielu izšķērdēšanas nevēlamo olbaltumvielu sintēzē. Gēnu regulēšanu var veikt divējādi: pozitīvā un negatīvā gēnu regulēšana. Pozitīvā gēnu regulācijā gēni tiek izteikti transkripcijas faktora saistīšanās dēļ ar gēna promotoru. Negatīvā gēna regulācijā gēni netiek izteikti, pateicoties represora olbaltumvielu saistīšanai ar gēna operatora vietu. Šī ir galvenā atšķirība starp pozitīvo un negatīvo gēnu regulēšanu.
Atsauce:
1. “Gēnu ekspresijas kontrole.” Bioloģijas atsauce. N.p., n.d. Web. 2017. gada 25. aprīlis
2. Vangs, Y., J. Xu, T. Piersons, B. W. O'Malley un S. Y. Tsai. "Pozitīvs un negatīvs gēnu ekspresijas regulējums eikariotu šūnās ar indukcijas transkripcijas regulatoru." Gēnu terapija. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, 1997. gada maijs. Web. 2017. gada 25. aprīlis