Question

Пояснити механізм експресії генів​

Answer 1

Ответ: Я не знаю тебе нужны прокариоты или еукариоты, поэтому напишу и для тех и для тех.

Експресія генів - це реалізація закладеної в них інформації, тобто синтез РНК і білків. Іншими словами, під експресією генів розуміють їх активність.

У клітинах живих організмів експресія генів регулюється: одні гени можуть бути реалізовані, інші - ні. Причому регуляція може здійснюватися на різних етапах: може виконуватися чи ні транскрипція, з пре-мРНК в результаті альтернативного сплайсингу можуть утворюватися різні мРНК, може блокуватися трансляція і ін.

У еукаріот, що володіють відмежованим від цитоплазми ядерною вмістом і більш складним геномом, регуляція експресії генів набагато різноманітніше і складніше, ніж у прокаріот.

У прокаріотів поки молекула РНК синтезується на ділянці ДНК, вона тут же може транслюватися (починаючи з уже синтезованого кінця). Тому у них регуляція експресії (активності) генів здійснюється майже виключно на рівні ДНК, так як в РНК часто неможливо внести будь-які зміни до її трансляції.

Оперон-система регуляції генів у бактерій. Оперон складається з промотора, оператора, структурних генів оперона (їх може бути різна кількість) і термінатора. В області промотора прикріплюється фермент РНК-полімераза. В області оператора приєднується білок-репрессор, який кодується окремо віддаленим від оперона геном-регулятором (може бути зчеплений зі своїм опероном, а може перебувати на відстані).

Якщо білок-репрессор з'єднується з оператором, то транскрипція всіх структурних генів оперона стає неможливою, тому що РНК-полімераза не може переміщатися по ланцюгу ДНК.

У свою чергу активність білка-репрессора може блокуватися певним для нього низькомолекулярних з'єднанням - індуктором (тим чи іншим живильною речовиною бактерій). В результаті взаємодії з індуктором білок-репрессор видозмінюється і вже не може приєднатися до оператора свого оперона. В цьому випадку гени оперона експресуються (т. Е. На них йде синтез).

Буває зворотна ситуація, коли індуктор активує білок-репрессор.

Таким чином, в залежності від того, які індуктори знаходяться в цитоплазмі, у прокаріотів експресуються ті чи інші генні групи.

Вищеописаний механізм експресії генів відноситься до негативної регуляції, так як гени транскрибуються, якщо вони не виключені репрессором. І навпаки: чи не транскрибуються, якщо вимкнені.

У багатоклітинних організмів в клітинах різних тканин експресуються різні гени, т. д. Для еукаріот характерна диференціальна експресія.

У еукаріот, також як і у прокаріотів, існують регуляторні білки з схожим механізмом дії. При цьому для еукаріот не характерна регуляція за типом оперона. Цистрони (транскрібіруемих ділянки) еукаріот зазвичай містять по одному гену. (Це не стосується геномів хлоропластів і мітохондрій.)

Answer 2

Експресія генів - це процес, за якого інформація, закодована в генах, використовується для синтезу функціональних продуктів, таких як білки. Механізм експресії генів включає кілька етапів, від транскрипції ДНК до трансляції білків. Нижче наведено загальний огляд цього процесу:

1. Транскрипція:

   • Початок: Процес розпочинається з розкручування двуниткової ДНК в місці, де розташований ген.
   • Транскрипція: Розкручена ДНК слугує матрицею для синтезу РНК, яку називають молекулою месенджера (мРНК). Цей процес відбувається за участю ензиму РНК-полімерази.

2. Обробка мРНК:

   • Сплайсінг: Молекула мРНК містить інтрони (непрограмуючі регіони) та екзони (програмуючі регіони). Інтрони вирізаються, а екзони з'єднуються у процесі, що називається сплайсінг. Це допомагає сформувати зрілу мРНК.

3. Транспортування мРНК:

   • Виходження з ядра: Зріла мРНК покидає ядро клітини і вирушає до цитоплазми, де відбуватиметься трансляція.

4. Трансляція:

   • Ініціація: Процес трансляції починається із з'єднання рибосоми (клітинної структури) із стартовим кодоном мРНК.
   • Елонгація: Рибосома переміщується по мРНК, читаючи її кодони, і відповідно до кодонів виробляє поліпептидний ланцюг, що стає основою для синтезу білка.
   • Термінація: Процес триває до тих пір, поки рибосома не зчитає стоп-кодон, що призводить до завершення синтезу білка.

Важливо зауважити, що експресія генів регулюється різноманітними механізмами. Це включає роботу промоторів та енгібіторів на рівні транскрипції, механізми сплайсінгу на рівні обробки мРНК, а також різноманітні механізми регуляції на рівні трансляції. Всі ці процеси і взаємодії дозволяють клітинам точно контролювати виробництво білків в залежності від їх потреб та зовнішніх впливів.