Genexpressie: opmerkingen over regulatie van genexpressie
Lees dit artikel om meer te weten te komen over de genexpressie: opmerkingen over regulatie van genexpressie!
Genexpressie is het mechanisme op moleculair niveau waarmee een gen zichzelf kan uitdrukken in het fenotype van een organisme.
Hoffelijkheid van afbeelding: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/11/Gene_expression_control.png
Het mechanisme van genexpressie omvat biochemische genetica. Het bestaat uit de synthese van specifieke RNA's, polypeptiden, structurele eiwitten, eiwitachtige biochemicaliën of enzymen die de structuur of het functioneren van specifieke kenmerken regelen. De vorming van RNA's uit genen wordt transcriptie genoemd. Bepaalde genen vormen rRNA's, tRNA's en andere kleine RNA's.
Andere genen transcriberen mRNA's die gecodeerde informatie bevatten voor de synthese van polypeptiden. Van de twee strengen DNA is slechts één streng effectief in het produceren van mRNA in een gegeven cistron. Het wordt antisense streng genoemd. mRNA draagt de informatie naar de ribosomen en vertaalt het in de aminozuursequentie van een polypeptide met behulp van tRNA's. Het polypeptide brengt het gen tot expressie door het vormen van een structureel eiwit, een eiwitachtig biochemisch of enzym.
Co-lineariteit van structuur van genen en polypeptide:
Zowel de codons van een gen (cistron) als de aminozuren van een polypeptide zijn gerangschikt in een lineaire sequentie. Er is een co-lineariteit of gelijkenis in de lineaire rangschikking van codons van een gen en de sequentie van aminozuren in een polypeptide dat daardoor wordt geproduceerd. De antisense streng van de cistron draagt zijn gecodeerde informatie over naar de mRNA-streng in het proces van transcriptie.
Tijdens translatie dicteert de mRNA-streng de rangschikking van aminozuren in een polypeptide volgens de rangschikking van zijn codons. Omdat een codon is gemaakt van drie opeenvolgende nucleotiden of stikstofbasen, zal een polypeptide van bijvoorbeeld 100 aminozuren worden bepaald door een cistron of gen met een lengte van 300 nucleotiden.
Elk defect of wijziging in de rangschikking van nucleotiden in een gen wordt ook getoond door de verandering in de rangschikking van aminozuren in een polypeptide. Dit werd allereerst bewezen door Yanofsky en anderen (1965) in het geval van Escherichia coli.
Regulatie van genexpressie:
De controle over het functioneren van genen wordt regulatie van genexpressie genoemd. Het is gebleken dat in Escherichia coli sommige eiwitten slechts 5-10 kopieën hebben, terwijl anderen tot 1.000 kopieën kunnen bevatten. Regulatie van genexpressie kan op vier niveaus worden uitgeoefend:
(i) transcriptioneel niveau tijdens de vorming van het primaire transcript,
(ii) Verwerking zoals splitsing, terminaltoevoegingen of wijzigingen,
(iii) Transport van RNA's van nucleus naar cytoplasma en
(iv) Vertaalniveau. Genexpressie is van drie soorten - induceerbaar, constitutief en onderdrukkend.
Regulering kan onder negatieve of positieve controle zijn,
(a) Induceerbaar:
Het is een regulatie die wordt ingeschakeld als reactie op de aanwezigheid van substraat. Het is sinds 1900 bekend dat in gist, lactose-metaboliserende enzymen zich alleen ontwikkelen wanneer de schimmel in het medium met lactose wordt gekweekt. Later werd aangetoond dat bacteriën ook enzymen synthetiseren, afhankelijk van het substraat,
(b) constitutief:
Een verordening is afwezig. De genen en dus hun enzymen blijven gedurende de hele operatie operationeel,
(c) Repressibel:
Het is regulatie waarbij het product van genactiviteit, als het al aanwezig is, de activiteit van het gen stopt,
(d) Negatieve controle:
Het product van een regulerend gen sluit de expressie van genen onder controle af,
(e) Positieve controle:
Het product van het regulatorische gen activeert expressie van genen onder zijn controle. Daarom wordt genexpressie geregeld door metabole, fysiologische en omgevingsomstandigheden.
