जीन अभिव्यक्ति - कि के हो? परिभाषा

को अभिव्यक्ति के हो यो जीन? यसको भूमिका के हो? कसरी जीन अभिव्यक्ति को संयन्त्र गर्छ? यसले हामीलाई अघि खोल्छ संभावनाहरु के के हुन्? eukaryotes र prokaryotes मा जीन अभिव्यक्ति को विनियमन कस्तो छ? यहाँ यस लेखमा सम्बोधन गरिने प्रश्नहरूको छोटो सूची हो।

सामान्य जानकारी

जीन अभिव्यक्ति - प्रक्रिया नाम आनुवंशिक जानकारी प्रोटीन र polypeptides गर्न शाही सेना मार्फत डीएनए देखि स्थानान्तरण छ। गरेको एउटा सानो digression समझ गर्छन। जीन के हुन्? यो रैखिक डीएनए पलिमर लामो श्रृंखला जोडिएको हुन्छ। को प्रोटिनको प्रयोग तिनीहरूले chromatin क्रोमोजोम गठन। हामी एक व्यक्ति कुरा भने हामी चालीस छ छ। तिनीहरूले 50 000-10 000 जीन र 3.1 अर्ब आधार जोडी बारेमा अवस्थित छ। कसरी यहाँ निर्देशित छन्? जो काम गरेको भइरहेको खण्डहरू को लम्बाइ, हजारौं र nucleotides लाखौं मा संकेत गरिएको छ। एक क्रोमोजोम बारेमा 2000-5000 जीन समावेश गर्दछ। बारेमा 130 मिलियन आधार जोडी - एक केहि फरक मामलामा। तर यो थप वा कम ठूलो दृश्यहरु लागि साँचो छ जो केवल एक धेरै कुनै न कुनै अनुमान छ। तपाईं छोटो दूरीमा बढी काम भने, अनुपात उल्लङ्घन गरिनेछ। यस तल्ला मा काम सामाग्री बाहिर छ, जो मा शरीर, असर गर्न सक्छ।

जीन बारे

तिनीहरूले सबैभन्दा वैविध्यपूर्ण लम्बाइ छ। यहाँ, उदाहरणका लागि, globin - 1500 nucleotides छ। एक dystrophin - धेरै रूपमा 2 लाख लागि! आफ्नो सीआईएस नियामक तत्व एक धेरै दूरी लागि जीन हटाइयो हुन सक्छ। यसरी, globin तिनीहरूले tysyach मा 50 र 30 nucleotides 5'- र 3'-निर्देशन दूरी मा, क्रमशः छन्। संगठन यस्तो उपस्थिति एकदम तिनीहरूलाई बीच सीमाहरु हाम्रो परिभाषा complicates। साथै, जीन समावेश vysokopovtoryayuschihsya को एक महत्वपूर्ण रकम हामीले अझै बुझेका छन् जो कार्यात्मक जिम्मेवारी दृश्यहरु।

आफ्नो संरचना बुझ्न एक 46 क्रोमोजोममा जानकारी भण्डारण गरिएको छ जसमा अलग मात्रा, हो कि कल्पना गर्न सक्नुहुन्छ। तिनीहरूले 23 जोडी समूहबद्ध छन्। दुई तत्व को एक अभिभावक बाट जन्मजात छ। त्रुटिहरू र परिवर्तन (भनिन्छ परिवर्तन) को धेरै मा ल्याउँछ जो "मात्रा" पटक-पटक "पुन: पढ्न" पुस्ताका हजारौं मा छ जो "पाठ"। र तिनीहरूले सबै सन्तान जन्मजात छन्। अब एक जीन अभिव्यक्ति प्रकट भन्ने तथ्यलाई सामना गर्न सुरु गर्न पर्याप्त सैद्धान्तिक जानकारी छ। यो वास्तवमा यो लेख को मुख्य विषय हो।

operon को सिद्धान्त

यो lactose को hydrolytic cleavage मा भाग जो आनुवंशिक अध्ययन, β-galactosidase प्रेरणा, मा आधारित छ। यसलाई जाक Monod र Fransua Zhakobom द्वारा formulated थियो। यो सिद्धान्त prokaryotes मा प्रोटीन को संश्लेषण नियन्त्रणमा लागि संयन्त्र बताउँछन्। पनि महत्वपूर्ण भूमिका र ट्रान्सक्रिप्सन खेल्छन्। को सिद्धान्त को जीन functionally राम्ररी चयापचय प्रक्रियाहरू सम्बन्धित छन् प्रोटीन छन् भन्ने छ, अक्सर सँगै समूहीकृत छन्। तिनीहरूले operons भनिन्छ संरचनात्मक एकाइहरु सिर्जना गर्नुहोस्। आफ्नो महत्त्व यसलाई भाग सबै जीन, एउटै स्वरमा व्यक्त छ। अर्को शब्दमा, तिनीहरूले लिखित गर्न सकिन्छ, वा तिनीहरूलाई को कुनै पनि हुन सक्छ "पढ्न"। यस्तो अवस्थामा मा, operon सक्रिय वा निष्क्रिय छ। जीन अभिव्यक्ति स्तर त्यहाँ व्यक्तिगत तत्व को एक सेट गरिएको छ भने मात्र परिवर्तन गर्न सकिन्छ।

प्रोटिन संश्लेषण को प्रेरणा

गरेको हामी एक कार्बन प्रयोग ग्लूकोज स्रोतको रूपमा यसको विकास कुन सेल छ कि कल्पना गरौं। यो disaccharide lactose लागि परिवर्तन गरिएको छ भने, केही मिनेटमा तपाईं सुरक्षित यो परिवर्तन भन्ने अवस्था अनुकूल छ कि हुन सक्छ। त्यहाँ एक विवरण छ कि: सेल वृद्धि दुवै स्रोतहरू सञ्चालन गर्न सक्छन्, तर ती एक थप उपयुक्त छ। त्यसैले, एक एक रासायनिक यौगिक fabricable गर्न "दृष्टि" छ। तर यो गुमाए र देखा पर्छ lactose बदलिएको छ भने, जिम्मेवार शाही सेना polymerase सक्रिय र इच्छित प्रोटिनको उत्पादन यसको प्रभाव पार्छन् गर्न सुरु गरिएको छ। यो एक सिद्धान्त थप छ, तर अब वास्तविक जीन अभिव्यक्ति कसरी हुन्छ कुरा गरौं। यो धेरै रोमाञ्चक छ।

chromatin को संगठन

यो अनुच्छेद को सामाग्री एक multicellular जीव को भिन्नता कक्षहरूको एक मोडेल छ। को केन्द्रक को जीनोम को मात्र एउटा सानो ट्रान्सक्रिप्सन उपलब्ध (लगभग 1%) छ भनेर स्ट्याक chromatin। तर यो बाबजुद हामी तिनीहरूलाई प्रभावित गर्न सक्छन् प्रक्रियाहरू तिनीहरूलाई मा स्थान लिइरहेको को विविधता र जटिलता सेल धन्यवाद। क्षणमा, व्यक्ति को लागि यो chromatin को संगठन मा एक यस्तो प्रभाव उपलब्ध छ:

1. संरचनात्मक जीन को संख्या परिवर्तन।
2. कुशलतापूर्वक कोड को विभिन्न भागहरु लेखन।
3. गुणसूत्रहरु मा जीन पुनर्निर्माण।
4. संशोधनहरू र संश्लेषित polypeptide चेन बनाउन।

तथापि, लक्षित जीन को कुशल अभिव्यक्ति सख्त अनुपालन प्रविधि मार्फत हासिल छ। कुनै कुरा को प्रयोग एक सानो भाइरस मा जान्छ भने पनि, के काम गरेको छ। मुख्य कुरा हो - यो हस्तक्षेप गरेर आएको योजना लीन छ।

जीन को संख्या परिवर्तन

यो कसरी कार्यान्वयन गर्न सकिन्छ? हामी जीन अभिव्यक्ति मा प्रभाव रुचि हो कि कल्पना गरौं। एक प्रोटोटाइप रूपमा हामी सामाग्री eukaryote लिए। उहाँले उच्च plasticity, त्यसैले हामी निम्न परिवर्तन गर्न सक्छन् छ:

1. जीन को संख्या वृद्धि गर्न। यसलाई जहाँ यो शरीर एक विशिष्ट उत्पादन को संश्लेषण बढेको छ भनी आवश्यक छ अवस्थामा प्रयोग गरिन्छ। यस्तो अवस्थामा (जस्तै, rRNA, tRNA, histones, र यति मा) मानव जीनोम को धेरै उपयोगी तत्व परिलक्षित छन्। यस्ता साइटहरू गुणसूत्रहरु भित्र tandem हुन सक्छ, र 1 लाख आधार जोडी 100 हजार को राशि तिनीहरूलाई परे पनि जाने। का एक व्यावहारिक आवेदन हेरौं। हामीलाई ब्याज को metallothionein जीन छ। यसको प्रोटिन उत्पादन तिनीहरूलाई विषाक्तता देखि शरीर रक्षा गर्न, जस्ता, मध्यम, पारा र तामा जस्तै भारी धातु बाँध्न र, क्रमशः गर्न सक्नुहुन्छ। यसको सक्रियता असुरक्षित अवस्थामा काम गर्ने मानिसहरूलाई उपयोगी हुन सक्छ। एक व्यक्ति त्यहाँ भारी धातु को एक वृद्धि एकाग्रता पहिले उल्लेख गरिएको छ भने, जीन सक्रियता बिस्तारै स्वतः हुन्छ।
2. जीन को संख्या कम गर्नुहोस्। यो शायद विनियमन को विधि प्रयोग गरिएको छ। तर यहाँ पनि त्यहाँ उदाहरण हुन्। सबै भन्दा प्रसिद्ध को एक - यो रातो रक्त छ। तिनीहरूले परिपक्व गर्दा, कोर संक्षिप्त र वाहक यसको जीनोम हराउछ। परिपक्वता र परीक्षण lymphocytes र प्लाज्मा कक्षहरूको एक प्रक्रिया जस्तै, संश्लेषित थिए विभिन्न क्लोन immunoglobulins को प्रकारका secreted।

जीन rearrangement

पनि महत्त्वपूर्ण सार्दा र यो ट्रान्सक्रिप्सन र प्रतिकृति को सक्षम छ, जो संग सामाग्री संयोजन को संभावना छ। यो प्रक्रिया आनुवंशिक recombination भनिन्छ। के तंत्र गरेर सम्भव छ? गरेको यस एंटीबडी उदाहरण यो प्रश्नको जवाफ विचार गरौं। तिनीहरूले जो विशिष्ट क्लोन केही प्रकारको आबद्ध बी-lymphocytes, द्वारा बनाईएको हो। संग संलग्न को सक्रिय साइट कक्षहरूको पछि proliferation संग हुन्छ र प्रतिजन को शरीर संग सम्पर्क को मामला मा जो गर्न एंटीबडी पूरक हो। किन यो मानव शरीर प्रोटीन को एक किसिम सिर्जना गर्न सक्ने क्षमता छ भन्ने छ? यो recombination र सम्भव भएको हो somatic उत्परिवर्तन। तर यो डीएनए संरचना मा निर्मित परिवर्तन को एक परिणाम हुन सक्छ।

शाही सेना परिवर्तन

जीन अभिव्यक्ति - जो एक महत्वपूर्ण भूमिका Ribonucleic एसिड खेल्छ प्रक्रिया छ। हामी विचार यदि mRNA पछि ट्रान्सक्रिप्सन प्राथमिक संरचना फरक हुन सक्छ भनेर याद गर्न आवश्यक छ। एउटै को जीन मा nucleotides को अनुक्रम। तर फरक Tissues मा mRNA substitutions, insertions देखा पर्न सक्छ, या केवल हानि जोडे हुनेछ। प्रकृति बाट एउटा उदाहरण सानो आन्द्रा र कलेजो को कक्षहरू मा उत्पन्न apoprotein बी, नेतृत्व गर्न सक्छन्। के फरक सम्पादन गर्दै हुनुहुन्छ? को आन्द्रा उत्पादित संस्करण, 2152 एमिनो एसिड छ। जिगर सामग्री जबकि संस्करण 4563 शेष दावा! र यो फरक बाबजुद हामी apoprotein बी ठीक छ

mRNA स्थिरता मा परिवर्तन

हामी लगभग यसलाई प्रोटीन र polypeptides मा गर्न सम्भव थियो कि निष्कर्षमा गर्न आएका छन्। तर अनुहारमा यसलाई अझै कसरी तय गर्न सकिन्छ mRNA स्थिरता हेरौं। यो गर्न, सुरुमा यो नाभिक छोड्न र cytoplasm बाहिर प्राप्त गर्नुपर्छ। यो अवस्थित pores मार्फत पूरा भएको छ। mRNA एक ठूलो संख्या nucleases द्वारा cleaved छ। यो भाग्य उम्कन ती, प्रोटीन संग परिसर संगठित। eukaryotic mRNA को लाइफटाइम भिन्न व्यापक दायरामा (अप धेरै दिन)। mRNA स्थिर भने, त्यसपछि एक निश्चित दरमा को वृद्धि नम्बर नव प्रोटिन उत्पादन गठन गर्ने अवलोकन गर्न सकिन्छ। यस मामला मा जीन अभिव्यक्ति स्तर परिवर्तन गर्दैन, तर अधिक महत्वपूर्ण कुरा, शरीर ठूलो दक्षता संग सञ्चालन हुनेछ। आणविक जीव प्रविधी प्रयोग गरेर अन्तिम उत्पादन एक महत्वपूर्ण जीवनकालमा हुनेछ जो, coded गर्न सकिन्छ। यसरी, उदाहरणका लागि, लगभग दस घण्टा कार्य एक β-globin सिर्जना गर्न सम्भव (यो यसको लागि धेरै छ)।

प्रक्रिया गति

सामान्य जीन अभिव्यक्ति प्रणाली मा मानिन्छ। अब यो उपलब्ध जानकारीको कति छिटो प्रक्रिया को ज्ञान, साथै लामो-बस्ने प्रोटीन पूरक मात्र रहनेछ। गरेको जीन अभिव्यक्ति को कि नियन्त्रण पकड हुनेछ भन्न गरौं। यो दरमा प्रभाव विनियमन विविधता र प्रोटिन उत्पादन मात्रा प्राथमिक विधि मानिन्छ छैन भनेर उल्लेख गर्नुपर्छ। हुनत यो लक्ष्य हासिल गर्न यसको परिवर्तन अझै पनि प्रयोग गरिएको छ। उदाहरणको रूपमा reticulocytes मा प्रोटिनको उत्पादन को संश्लेषण। स्तर मा Hematopoietic सेल भिन्नता नाभिक को deprived (र यसैले डीएनए)। सामान्य मा जीन अभिव्यक्ति विनियमन को स्तर जडान सम्भावनाहरू केही प्रकारको सक्रिय चलिरहेको प्रक्रिया प्रभावित गर्न आधारमा निर्माण गरिन्छ।

को अवधि

प्रोटिनको संश्लेषित हुन्छ, उहाँले बस्नेछन् जुन बेलामा समय protease मा निर्भर गर्दछ। यस मामला मा वर्ष को एक जोडी केही घण्टा देखि दायरा किनभने त्यहाँ ठीक सकेसम्म, भनिन्छ गर्न सकिन्छ। proteolysis गति के सेल यो छ निर्भर व्यापक फरक हुन्छ। प्रक्रियाहरू catalyze गर्न सक्ने इन्जाइमहरु चाँडै गर्न "प्रयोग।" गर्छन यस कारण, तिनीहरूले ठूलो परिमाणमा शरीर द्वारा पनि सिर्जना गर्दै हुनुहुन्छ। पनि प्रोटिन जीवनकालमा मा शरीर को शारीरिक राज्य प्रभावित हुन सक्छ। साथै, दोषपूर्ण उत्पादन सिर्जना भएको छ भने, यो द्रुत सुरक्षा प्रणाली निर्मूल गरिनेछ। यो प्रयोगशाला मा प्राप्त मानक जीवनकालमा छ - यसरी निर्धक्क भएर हामी मात्र कुरा हामी भन्न सक्छौं कि भन्न सकिन्छ।

निष्कर्षमा

यस क्षेत्रमा धेरै होनहार छ। उदाहरणका लागि, विदेशी जीन को अभिव्यक्ति वंशानुगत रोग निको पार्न मदत गर्न सक्छ, र नकारात्मक उत्परिवर्तन हटाउनु। विषयमा व्यापक ज्ञान को उपस्थिति भए तापनि हामी निर्धक्क भई कि मानवता मात्र धेरै सुरुमा अझै पनि छ भन्न सकिन्छ। आनुवंशिक ईन्जिनियरिङ् हालै मात्र nucleotides को आवश्यक भागहरु आवंटित गर्न सिके। 20 वर्ष पहिले यस विज्ञान को सबै भन्दा ठूलो घटना थियो - भेडा सिर्जना गरिएको थियो डली। अब, अनुसन्धान मानव भ्रूण मा सञ्चालन भइरहेको छ। हामी कहाँ कुनै रोग र शारीरिक दुःख हो भविष्यमा को सीमा, हामी छौं भनेर निर्धक्क भन्न सक्नुहुन्छ। तर हामी त्यहाँ आफूलाई पाउन अघि, तपाईं धेरै राम्रो समुन्नतिको फाइदाको लागि काम हुनुपर्छ।