Question

Почему клетки разных тканей одного организма синтезируют разные белки

Answer 1

Клетки разных тканей одного организма отличаются набором ферментов и других белков. Амилаза - фермент, расщепляющий крахмал, образуется как клетками слюнных желез, так и в поджелудочной железе человека, где, кроме того, создается белковый гормон инсулин. Только в эритроцитах образуется гемоглобин; только в клетках гипофиза синтезируются белки гормона роста. Но все эти разные клетки произошли из одной оплодотворенной яйцеклетки в результате множества делений, следующих одно за другим. Перед каждым делением в клетке происходит процесс удвоения ДНК - ее репликация . Следовательно, во всех клетках тела имеется одинаковый набор молекул ДНК - одна и та же генетическая информация о составе и структуре белков.

Почему же клетки, содержащие в своем ядре одинаковую генетическую информацию, производят различные белки? Дело в том, что в разных клетках транскрибируются разные участки ДНК, т. е. образуются разные и-РНК, по которым синтезируются разные белки. Специализация клетки определяется не всеми имеющимися генами, а только теми генами, с которых информация считывается и реализуется в виде белков. Итак, в каждой клетке реализуется не вся, а только часть генетической информации.

Кроме того, даже специфичные для данной клетки белки не образуются в ней все одновременно. В разное время в зависимости от нужд клетки в ней синтезируются разные белки. Имеется сложный механизм, регулирующий "включение" и "выключение" генов на разных этапах жизни клетки. Как осуществляется регуляция синтеза отдельных белков, рассмотрим на примере относительно просто устроенной бактериальной клетки.

Answer 2

Клетки различных тканей одного организма синтезируют разные белки из-за процесса дифференциации и специализации клеток. Все клетки в организме имеют один и тот же генетический материал, заключенный в ДНК, который находится в ядре каждой клетки. Генетический код, содержащийся в ДНК, определяет последовательность аминокислот, из которых образуются белки.

Однако разные клетки активируют и репрессируют различные наборы генов, что приводит к синтезу различных белков в каждом типе клеток. Этот процесс контролируется эпигенетическими механизмами, которые регулируют доступность генов для транскрипции (процесса синтеза РНК на основе ДНК шаблона).

Процесс дифференциации начинается с зиготы (оплодотворенной яйцеклетки), которая делится и дифференцируется в различные клеточные линии и ткани организма. Каждая клетка получает определенные сигналы и окружающую среду, которые активируют определенные гены и подавляют другие. Эти изменения в генной экспрессии определяют функциональность и специализацию каждой клетки.

Например, клетки мышц синтезируют белки, которые помогают им сокращаться и выполнять функции движения. В то время как клетки печени производят белки, которые участвуют в обработке питательных веществ и метаболизме. Различия в типах белков позволяют различным типам клеток выполнять свои специализированные функции и обеспечивать работу всего организма в целом.

Таким образом, различия в синтезе белков в клетках разных тканей определяются активностью различных генов в каждой клетке, что обусловлено процессами дифференциации и специализации в ходе развития организма.