كيمياء

تنظيم الجينات بدائية النواة


التحكم في النسخ في بدائيات النوى وحقيقيات النوى: مقدمة

إذا قارن المرء بين التحكم في النسخ في بدائيات النوى وحقيقيات النوى ، فسيكون هناك فرق مهم يمكن ملاحظته أولاً. في حين أن بدائيات النوى تحتوي فقط على بوليميريز RNA واحد ، فإن حقيقيات النوى لها ثلاثة بوليميرات تؤدي مهام مختلفة ويمكن أيضًا تمييزها من حيث حساسيتها تجاه α-amanitin:

علامة التبويب .1
بوليميرات الحمض النووي الريبي لحقيقيات النوى
بوليميرازالجينات المنسوخةالموقعحساسية α-amanitin
أنا.RNA الريبوسوم (سلائف 45S من 28S ، 18S و 5.8S rRNA)النواةغير حساس
ثانيًارنا نووي صغير (U1 ، U2 إلخ) وجميع الجينات التي ترمز للبروتيناتنواة الخليةحساس جدا (تثبيط: 1 ميكروغرام / مل)
ثالثاالحمض النووي الريبي ، 5.8S rRNA ، الحمض النووي الريبي النووي الصغير U6 ، تسلسل الحمض النووي المتكرر (Alu ، B1 ، B2 وما إلى ذلك ، 7SK ، 7SL RNA)نواة الخليةأقل حساسية (تثبيط: 10 ميكروغرام / مل) (حسب النوع)
ملحوظة
وبالتالي فإن بوليميراز II لحقيقيات النوى يتوافق رسميًا مع بوليميريز الحمض النووي الريبي في بدائيات النوى.

ولكن أيضًا فيما يتعلق بتنظيم الجينوم ، تختلف بدائيات النوى وحقيقيات النوى اختلافًا كبيرًا.

تنظيم الجينوم في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

  • في بدائيات النوى ، يكون الحمض النووي منظمًا عمليًا ، أي أن الجينات التي تنتمي وظيفيًا معًا غالبًا ما توجد واحدة تلو الأخرى في شكل أوبرا على الحمض النووي ويتم قراءتها معًا. يسمى الرنا المرسال ، الذي يحتوي بالتالي على معلومات عن عدة بروتينات ، مرنا متعدد الكريات. يتم إنتاج البروتينات المختلفة فقط على الريبوسوم. مثال على ذلك هو مرنا متعدد الكريات لأوبرون اللاكتوز البكتيري ، والذي يُترجم إلى البروتينات الثلاثة β-galactosidase (انقسام اللاكتوز) ، بيرميز (امتصاص اللاكتوز الميسر) و transacetylase (تحويل اللاكتوز إلى ألولاكتوز). يسمح هذا النوع من تخليق الرنا المرسال بتنظيم بسيط ومنسق: في وجود محفز اللاكتوز ، تتشكل جميع البروتينات الثلاثة لاستقلاب اللاكتوز ، ويتم قمع التعبير الجيني للجلوكوز في حقيقيات النوى لا يوجد مرنا متعدد الكريات. هذا يعني أن الجينات التي تشكل منتجاتها وحدة يجب أيضًا تنظيمها بشكل فردي. غالبًا ما توجد هذه الجينات على كروموسومات مختلفة! مثال نموذجي هو تخليق الغلوبين: يقع الجين الخاص بالوحدة الفرعية α للهيموجلوبين في الكروموسوم 16 ، وهو جين الهيموجلوبين β على الكروموسوم 11. ومع ذلك ، فإن هذا التنظيم الفردي يتميز بمرونة أكبر! أثناء التطور الجنيني ، لا يتكون الهيموغلوبين البشري من α2β2-الوحدات الفرعية ، ولكن لها تكوين α2γ2. يتم تنظيم التعبير عن جينات الهيموجلوبين المختلفة بإشارات معينة.
  • على عكس بدائيات النوى ، فإن مناطق تشفير الحمض النووي حقيقية النواة (exons) تتقطع بشكل متكرر بواسطة الإنترونات. يتم نسخ مناطق الحمض النووي غير المشفرة هذه في البداية أيضًا ، أي تُترجم إلى mRNA ، ولكن يجب إزالتها لاحقًا من mRNA عن طريق التضفير قبل نقل mRNA على أنها mRNA ناضجة من النواة إلى سيتوبلازم الخلية. عدد الإنترونات يختلف اختلافا كبيرا؛ بينما تحتوي بعض الجينات على أكثر من 50 إنترون ، إلا أنها غائبة تمامًا في الجينات الأخرى. هناك بعض الأمثلة على الإنترونات في الجينات بدائية النواة ، ولكن تتم إزالة هذه الإنترونات بشكل مختلف (عن طريق التضفير الذاتي).
  • غالبًا ما يحدث الحمض النووي حقيقية النواة في نسخ متعددة (الحمض النووي المتكرر). في البشر ، يتوفر حوالي 20-30 ٪ من الحمض النووي على شكل DNA عالي التكرار (ساتلي) ، أي يمكن تكرار مناطق الحمض النووي المقابلة حتى 300000 مرة. في كثير من الحالات ، لم تُعرف بعد وظيفة الحمض النووي شديد التكرار. التسلسلات المتكررة نادرة في بدائيات النوى. في الغالب يتم زيادة عدد نسخ جينات الرنا الريباسي (وغالبًا بشكل معتدل جدًا).

غالبًا ما يكون mRNA بدائية النواة متعدد الكريات ، أي أنه يرمز لأكثر من بروتين واحد. يمكن أن تتداخل الجينات الفردية في بعض الأحيان. في المقابل ، فإن mRNA حقيقيات النوى هو أحادي النوى. تتم معالجة mRNA الناضج لحقيقيات النوى عند طرفي 5 'و 3' ، وعلى عكس السلائف mRNA ، لم يعد يحتوي على أي إنترونات.


فيديو: تركيب حمض DNA (كانون الثاني 2022).