Gen ekspressiyasi

Gen ekspressiyasi — bu gendagi maʼlumotlardan oqsil yoki funksional RNK molekulasi kabi yakuniy mahsulotni sintez qilishda foydalanish jarayoni. Ushbu jarayon bir necha bosqichlarni, jumladan, gen ketma-ketligining RNKga transkripsiya qilinishini oʻz ichiga oladi. Oqsil kodlovchi genlar uchun ushbu RNK keyinchalik aminokislotalar zanjiriga translatsiya qilinadi va bu zanjir buklanib oqsilni hosil qiladi. Kodlamaydigan genlar uchun esa, hosil boʻlgan RNKning oʻzi hujayrada muayyan funksional vazifani bajaradi. Gen ekspressiyasi hujayralarga keng koʻlamli biologik funksiyalarni bajarish uchun genlardagi genetik maʼlumotlardan foydalanish imkonini beradi. Ekspressiya darajasi hujayra ehtiyojlari va atrof-muhit oʻzgarishlariga javoban tartibga solib turilsa-da, baʼzi genlar deyarli oʻzgarmas tarzda, doimiy ravishda namoyon boʻladi.

 Mexanizm 

 Transkirpsiya 

thumb|400px|alt=RNA polymerase moving along a stretch of DNA, leaving behind newly synthetized strand of RNA.|Transkripsiya jarayoni RNK polimeraza (RNAP) tomonidan amalga oshiriladi; u DNK (qora) ni shablon sifatida ishlatadi va RNK (ko‘k) hosil qiladi.
DNK zanjiridan RNK nusxasini olish jarayoni transkripsiya deb ataladi. Bu jarayon RNK-polimeraza fermentlari tomonidan amalga oshiriladi. Ular nukleotid asoslarining komplementarlik (toʻldiruvchilik) qonuniga muvofiq, oʻsib borayotgan RNK zanjiriga har safar bittadan ribonukleotidni qoʻshib boradi. Ushbu RNK molekulasi DNKning 3′ → 5′ yoʻnalishidagi matritsa zanjiriga komplementardir. Bunda faqat bitta istisno bor: RNKda timin (T) asosi uratsil (U) bilan almashadi (shuningdek, jarayon davomida baʼzi xatoliklar yuzaga kelishi mumkin).

Bakteriyalarda transkripsiya bir turdagi RNK-polimeraza orqali amalga oshiriladi. Jarayonni boshlash uchun ushbu ferment sigma omil (σ faktori) oqsili yordamida Pribnov boksi deb ataladigan DNK ketma-ketligiga birikishi kerak. Eukariotlarda esa transkripsiya hujayra yadrosida RNK-polimerazaning uchta turi orqali amalga oshiriladi. Ularning har biri jarayonni boshlash uchun promoter deb ataladigan maxsus DNK ketma-ketligiga va DNK bilan birikuvchi oqsillar — transkripsiya faktorlari toʻplamiga ehtiyoj sezadi. RNK-polimeraza I — ribosomal RNK (rRNK) genlarining transkripsiyasi uchun javobgar. RNK-polimeraza II (Pol II) — barcha oqsil kodlovchi genlarni, shuningdek, baʼzi kodlamaydigan RNKlarni (masalan, snRNK, snoRNK yoki uzun kodlamaydigan RNKlar) transkripsiya qiladi. RNK-polimeraza III — 5S rRNK, transport RNK (tRNK) genlari va baʼzi kichik kodlamaydigan RNKlarni (masalan, 7SK) transkripsiya qiladi. Transkripsiya polimeraza fermenti terminator deb ataladigan ketma-ketlikka duch kelganida yakunlanadi.

 mRNK protsessingi 

Prokariotlarda oqsil kodlovchi genlarning transkripsiyasi bevosita translatsiyaga tayyor boʻlgan axborot RNK (mRNK)ni hosil qilsa, eukariotik genlarning transkripsiyasi natijasida RNKning birlamchi transkripti (pre-RNK) yuzaga keladi. Ushbu birlamchi nusxa yetuk RNKga aylanishi uchun avval bir qator modifikatsiyalardan oʻtishi kerak. Yetilish jarayonlarining va bosqichlari kodlovchi va kodlamaydigan pre-RNKlar orasida farq qiladi; masalan, mRNK va tRNK uchun pre-RNK molekulalarining ikkalasi ham splayzing jarayonidan oʻtsa-da, bu jarayonda ishtirok etuvchi bosqichlar va mexanizmlar turlichadir.

Pre-mRNKning qayta ishlanishi 5′-uchiga maxsus qalpoqcha biriktirish jarayonini oʻz ichiga oladi. Bu jarayon bir qator fermentativ reaksiyalar toʻplami boʻlib, pre-mRNKning 5′ uchiga 7-metilguanozin (m7G) biriktirilishini anglatadi va shu orqali RNKni ekzonukleazalar taʼsirida parchalanishdan himoya qiladi. Keyin m7G qalpoqchasiga qalpoqcha-biriktiruvchi kompleks (CBP20/CBP80) heterodimeri birikadi. Bu kompleks mRNKning sitoplazmaga chiqishiga yordam beradi, shuningdek, RNKni qalpoqchaning yechilib ketishidan himoya qiladi.

Yana bir modifikatsiya — bu 3′ uchini kesish va poliadenillanish (poly-A dumi qoʻshish) jarayonidir. Agar pre-mRNK tarkibida poliadenillanish signali ketma-ketligi (5′-AAUAAA-3′) mavjud boʻlsa, ushbu jarayon amalga oshadi; bu signal odatda oqsil kodlovchi qism va terminator oraligʻida joylashgan boʻladi. Dastlab pre-mRNK maʼlum nuqtadan kesiladi, soʻngra unga RNKni parchalanishdan himoya qiluvchi, taxminan 200 ta adenindan (A) iborat poli(A) dumi biriktiriladi. Ushbu poli(A) dumiga mRNKning sitoplazmaga chiqishi va translatsiyaning qayta boshlanishi uchun zarur boʻlgan koʻplab poli(A)-biriktiruvchi oqsillar (PABP) birikadi. Dumning qisqarishi (deadenillanish) deb ataladigan teskari jarayonda esa poli(A) dumlari CCR4-Not ekzonukleazasi yordamida qisqartiriladi, bu koʻpincha butun mRNK nusxasining toʻliq parchalanishiga olib keladi.

 Yana qarang 
 Genetik injeneriya
 Genetik modifikatsiyalangan organizm

 

 
 Plant Transcription Factor Database and Plant Transcriptional Regulation Data and Analysis Platform

Turkum:Gen ekspressiyasi
Turkum:Molekulyar biologiya