गठनविज्ञान

जीन अभिव्यक्ति - वो क्या है? परिभाषा

की अभिव्यक्ति क्या है जीन? इसकी क्या भूमिका है? कैसे जीन अभिव्यक्ति की व्यवस्था करता है? संभावनाओं यह हमारे सामने खुलता है क्या हैं? कैसे यूकैर्योसाइटों और प्रोकीर्योट्स में जीन अभिव्यक्ति के नियमन है? यहाँ सवाल यह है कि इस लेख में संबोधित किया जाएगा की एक छोटी सूची है।

सामान्य जानकारी

जीन अभिव्यक्ति - प्रक्रिया नाम प्रोटीन और polypeptides को शाही सेना के माध्यम से डीएनए से आनुवांशिक जानकारी के हस्तांतरण है। के एक छोटे से विषयांतर समझ करते हैं। जीन क्या हैं? यह रेखीय डीएनए पॉलिमर कि एक लंबी श्रृंखला से जुड़े हुए हैं। प्रोटीन का उपयोग वे क्रोमेटिन गुणसूत्र के रूप में। अगर हम एक व्यक्ति के बारे में बात करते हैं, तो हम छियालीस है। वे 50 000-10 000 जीन और 3.1 अरब आधार जोड़े के बारे में स्थित हैं। कैसे यहाँ निर्देशित कर रहे हैं? वर्गों जो करने के लिए काम किया जा रहा है की लंबाई, हजारों और न्यूक्लियोटाइड के लाखों लोगों में दर्शाया गया है। एक गुणसूत्र 2000-5000 के बारे में जीन होते हैं। लगभग 130 मिलियन आधार जोड़े - कुछ अलग संदर्भ में। लेकिन यह केवल एक बहुत ही मोटे अनुमान है, जो कम या ज्यादा बड़े दृश्यों के लिए सत्य है। आप कम दूरी पर काम करते हैं, अनुपात का उल्लंघन कर दिया जाएगा। इसके अलावा इस मंजिल पर शरीर है, जो पर काम सामग्री किया जाता है प्रभावित कर सकते हैं।

जीन के बारे में

वे सबसे अधिक विभिन्न लंबाई की है। यहाँ, उदाहरण के लिए, ग्लोबिन - 1500 न्यूक्लियोटाइड है। एक डिस्ट्रोफ़िन - दस लाख के रूप में ज्यादा के रूप में 2 के लिए! उनके सिस नियामक तत्वों काफी दूरी के लिए जीन से हटाई जा सकती। इस प्रकार, ग्लोबिन में वे क्रमशः tysyach में 50 और 30 न्यूक्लियोटाइड 5'- और 3'-दिशा की दूरी पर हैं। इस तरह के एक संगठन की उपस्थिति काफी उन दोनों के बीच की सीमाओं की हमारी परिभाषा पेचीदा हो। इसके अलावा, जीन vysokopovtoryayuschihsya की काफी मात्रा कार्यात्मक जिम्मेदारियों जो हम अभी तक नहीं समझा जा सका है अनुक्रम होते हैं।

उनकी संरचना को समझने के लिए एक कल्पना कर सकते हैं कि 46 गुणसूत्रों अलग-अलग वॉल्यूम, जिसमें जानकारी संग्रहीत किया जाता है कर रहे हैं। वे 23 जोड़े में वर्गीकृत किया है। दो तत्वों में से एक एक माता पिता से विरासत में मिला है। "पाठ," जो में है "मात्रा" बार बार "फिर से पढ़ें" पीढ़ियों के हजारों है, जो त्रुटियों और परिवर्तन (कहा जाता उत्परिवर्तन) का एक बहुत में लाता है। और वे सभी संतानों से प्राप्त होती हैं। अब वहाँ पर्याप्त सैद्धांतिक जानकारी तथ्य यह है कि एक जीन की अभिव्यक्ति प्रकट होता है के साथ सौदा करने के लिए शुरू किया जा सके। इस तथ्य को इस लेख का मुख्य विषय है।

operon के सिद्धांत

यह आनुवंशिक अध्ययन, β-galactosidase प्रेरण, जो लैक्टोज के hydrolytic दरार में भाग लिया पर आधारित है। यह जैक्स मोनोड और Fransua Zhakobom द्वारा तैयार किया गया था। इस सिद्धांत को प्रोकीर्योट्स में प्रोटीन के संश्लेषण को नियंत्रित करने के लिए तंत्र बताते हैं। इसके अलावा एक महत्वपूर्ण भूमिका और प्रतिलेखन खेलते हैं। सिद्धांत यह है कि जीन ऐसे प्रोटीन कि कार्यात्मक रूप बारीकी से चयापचय की प्रक्रिया से जुड़े हुए हैं कर रहे हैं, अक्सर एक साथ समूहीकृत कर रहे हैं। वे संरचनात्मक इकाइयों operons बुलाया पैदा करते हैं। उनके महत्व है कि सभी जीन है कि यह का हिस्सा हैं, सामंजस्य में व्यक्त किया जाता है। दूसरे शब्दों में, वे लिखित जा सकता है, या उनमें से कोई भी हो सकता है "पढ़ें"। ऐसे मामलों में, ओपेरोन सक्रिय या निष्क्रिय है। जीन की अभिव्यक्ति के स्तर का बदला जा सकता है अलग-अलग तत्वों का एक सेट है केवल यदि।

प्रोटीन संश्लेषण को प्रेरित करना

मान लें कि हम कार्बन उपयोग ग्लूकोज का एक स्रोत के रूप में अपनी विकास में एक सेल जो करते हैं। यह डाईसैकराइड लैक्टोज के लिए बदल गया है, तो कुछ ही मिनटों में आप सुरक्षित हो सकता है कि यह स्थिति बदल गई हैं कि करने के लिए अनुकूलित किया गया है। एक व्याख्या यह है कि: कोशिकाओं की वृद्धि के दोनों स्रोतों काम कर सकते हैं, लेकिन उनमें से एक अधिक उपयुक्त है। इसलिए, एक रासायनिक यौगिक fabricable के लिए एक "दृष्टि" है। लेकिन अगर यह खो दिया है और दिखाई देता है लैक्टोज ने ले ली है, जिम्मेदार आरएनए पोलीमरेज़ सक्रिय और वांछित प्रोटीन के उत्पादन पर इसका प्रभाव डालने में शुरू होता है। इसे और अधिक एक सिद्धांत है, लेकिन अब के कैसे वास्तविक जीन की अभिव्यक्ति होती है के बारे में बात करते हैं। यह बहुत ही रोमांचक है।

क्रोमेटिन के संगठन

इस अनुच्छेद के सामग्री एक बहुकोशिकीय जीव के विभेदित कोशिकाओं का एक मॉडल है। नाभिक खड़ी क्रोमेटिन ताकि केवल जीनोम का एक छोटा सा प्रतिलेखन उपलब्ध (के बारे में 1%) है। लेकिन इस के बावजूद, धन्यवाद विविधता और प्रक्रियाओं उन्हें में हो रही है कि हम उन्हें प्रभावित कर सकते हैं की जटिलता सेल। फिलहाल, व्यक्ति के लिए यह क्रोमेटिन के संगठन पर इस तरह के एक प्रभाव के लिए उपलब्ध है:

  1. संरचनात्मक जीनों की संख्या बदल रहा है।
  2. कुशलतापूर्वक कोड के विभिन्न भागों अनुलेखन।
  3. गुणसूत्रों में जीन के पुनर्निर्माण।
  4. संशोधन और संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड चेन करें।

हालांकि, लक्ष्य जीन के कुशल अभिव्यक्ति कड़ाई से पालन प्रौद्योगिकी के माध्यम से हासिल की है। कोई फर्क नहीं पड़ता काम किया जा रहा है, प्रयोग एक छोटे से वायरस पर चला जाता है, भले ही। मुख्य बात - योजना हस्तक्षेप द्वारा तैयार करने के लिए छड़ी है।

जीन की संख्या बदलने

यह कैसे लागू किया जा सकता? हमें कल्पना करो कि हम जीन अभिव्यक्ति पर प्रभाव में रुचि रखते हैं करते हैं। एक प्रोटोटाइप के रूप में हम सामग्री यूकेरियोट ले लिया। उन्होंने कहा कि उच्च plasticity, इसलिए हम निम्न परिवर्तन कर सकते है:

  1. जीन की संख्या में वृद्धि करने के लिए। यह ऐसे मामलों में जहां यह आवश्यक है कि शरीर विशेष उत्पाद के संश्लेषण में वृद्धि हुई है में प्रयोग किया जाता है। इस तरह के एक हालत में (जैसे, rRNA, tRNA, हिस्टोन, और इतने पर) मानव जीनोम के कई उपयोगी तत्वों परिलक्षित कर रहे हैं। ऐसी साइटों गुणसूत्रों के भीतर मिलकर कर सकते हैं, और यहां तक कि 1 लाख आधार जोड़े के लिए 100 हजार की राशि में उन्हें परे जाना। चलो एक व्यावहारिक अनुप्रयोग पर नजर डालते हैं। हमें ब्याज metallothionein जीन है। इसके प्रोटीन उत्पाद जस्ता, कैडमियम, पारा और तांबे की तरह भारी धातुओं बाध्य कर सकते हैं और क्रमश: उन्हें जहर से शरीर की रक्षा करने के लिए। इसके सक्रियण लोग हैं, जो असुरक्षित स्थितियों में काम करने के लिए उपयोगी हो सकता है। एक व्यक्ति वहाँ भारी धातुओं की एक वृद्धि की एकाग्रता कि पहले उल्लेख किया है, तो जीन सक्रियण धीरे-धीरे हो जाती हैं।
  2. जीन की संख्या कम करें। यह शायद ही कभी विनियमन की विधि का इस्तेमाल किया जाता है। लेकिन यहाँ भी वहाँ उदाहरण हैं। सबसे प्रसिद्ध में से एक - यह लाल रक्त कोशिकाओं है। जब वे परिपक्व, कोर गिर और वाहक इसके जीनोम खो देता है। परिपक्वता और परीक्षण लिम्फोसाइटों और प्लाज्मा कोशिकाओं के इस तरह के एक प्रक्रिया है, विभिन्न क्लोन कि संश्लेषित किया गया स्रावित इम्युनोग्लोबुलिन के रूपों।

जीन पुनर्व्यवस्था

इसके अलावा महत्वपूर्ण चलती और सामग्री जिसके साथ यह प्रतिलेखन और प्रतिकृति करने में सक्षम है के संयोजन की संभावना है। इस प्रक्रिया को आनुवंशिक पुनर्संयोजन कहा जाता है। क्या तंत्र द्वारा यह संभव है? के एंटीबॉडी उदाहरण पर इस सवाल का जवाब पर विचार करें। वे बी लिम्फोसाइटों, जो एक विशिष्ट क्लोन किसी तरह के हैं द्वारा बनाई गई हैं। और प्रतिजन के शरीर के साथ संपर्क के मामले में जो करने के लिए एंटीबॉडी लगाव के सक्रिय स्थल के साथ कोशिकाओं के बाद प्रसार के साथ होता है पूरक है। ऐसा क्यों है कि मानव शरीर में प्रोटीन की एक किस्म बनाने की क्षमता है? यह पुनर्संयोजन और ने संभव बनाया है दैहिक उत्परिवर्तन। लेकिन यह डीएनए संरचना में मानव निर्मित परिवर्तन का एक परिणाम हो सकता है।

परिवर्तन आरएनए

जीन अभिव्यक्ति - प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका ribonucleic एसिड खेलता है। अगर हम पर विचार mRNA ध्यान दें कि बाद प्रतिलेखन प्राथमिक संरचना भिन्न हो सकते हैं आवश्यक है। उसी के जीन में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम। लेकिन विभिन्न ऊतकों में mRNA प्रतिस्थापन, सम्मिलन प्रकट हो सकता है, या बस नुकसान जोड़ों हो जाएगा। प्रकृति से एक उदाहरण apoprotein बी, छोटी आंत और जिगर की कोशिकाओं में उत्पन्न नेतृत्व कर सकते हैं के रूप में। क्या एक अंतर संपादित कर रहा है? संस्करण आंत द्वारा उत्पादित, 2152 एमिनो एसिड है। जिगर सामग्री जबकि संस्करण 4563 में शेष राशि समेटे हुए है! और इस अंतर के बावजूद, हम बी apoprotein वास्तव में है

mRNA स्थिरता में परिवर्तन

हम लगभग निष्कर्ष यह है कि यह प्रोटीन और polypeptides में करने के लिए संभव हो गया था के लिए आए हैं। लेकिन यह अभी तक कैसे ठीक किया जा सकता mRNA स्थिरता को देखने का सामना करते हैं। ऐसा करने के लिए शुरू में यह नाभिक छोड़ दो और कोशिका द्रव्य से बाहर निकलना चाहिए। यह मौजूदा छिद्रों के माध्यम से पूरा किया है। mRNA की एक बड़ी संख्या न्युक्लिअसिज़ द्वारा cleaved है। उन है कि इस भाग्य से बचने, प्रोटीन के साथ परिसरों का आयोजन। यूकेरियोटिक mRNA का लाइफटाइम (कई दिनों का समय) एक विस्तृत श्रृंखला के साथ बदलती रहती है। तो mRNA को स्थिर है, तो एक निश्चित दर पर मनाया जा सकता है कि की संख्या में वृद्धि नव प्रोटीन उत्पाद का गठन किया। इस मामले में जीन अभिव्यक्ति के स्तर को बदल नहीं है, लेकिन अधिक महत्वपूर्ण बात, शरीर अधिक दक्षता के साथ काम करेंगे। आणविक जीव विज्ञान तकनीक का उपयोग करना, अंतिम उत्पाद कोडित किया जा सकता है, जो एक महत्वपूर्ण जीवन होगा। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, संभव एक β-ग्लोबिन के बारे में दस घंटे से कार्य बनाने के लिए (यह इसके लिए बहुत ज्यादा है)।

प्रक्रिया की गति

यही कारण है कि सामान्य जीन अभिव्यक्ति प्रणाली में माना जाता है। अब यह केवल उपलब्ध जानकारी, कितनी तेजी से प्रक्रियाओं का ज्ञान है, साथ ही लंबे समय तक रहा प्रोटीन के पूरक के लिए बनी हुई है। मान लीजिए कि जीन अभिव्यक्ति की है कि नियंत्रण का आयोजन करेगा करते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि दर पर प्रभाव विनियमन विविधता और प्रोटीन उत्पाद की मात्रा का प्राथमिक तरीका माना जाता है। हालांकि इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए अपने परिवर्तन अभी भी प्रयोग किया जाता है। reticulocytes में एक प्रोटीन उत्पाद के संश्लेषण एक उदाहरण के रूप। स्तर पर hematopoietic सेल भेदभाव नाभिक से वंचित (और इसलिए डीएनए)। सामान्य रूप में जीन अभिव्यक्ति विनियमन के स्तर कनेक्शन संभावनाओं के कुछ प्रकार के लिए सक्रिय रूप से चल रही प्रक्रियाओं को प्रभावित करने के लिए पर निर्भर करता है बनाया जाता है।

की अवधि

जब एक प्रोटीन के संश्लेषण से, समय के दौरान उन्होंने रहेंगे प्रोटीज पर निर्भर करता है। , वास्तव में संभव के रूप में वहाँ नहीं कहा जा सकता क्योंकि इस मामले में कुछ ही घंटों से कुछ साल के बीच है। प्रोटियोलिसिस गति काफी अंतर होता है, क्या सेल यह है पर निर्भर करता है। एंजाइमों कि प्रक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता जल्दी से करते हैं "का इस्तेमाल किया।" इस वजह से, वे भी बड़ी मात्रा में शरीर द्वारा बनाई गई हैं। इसके अलावा प्रोटीन जीवन पर शरीर की शारीरिक स्थिति को प्रभावित कर सकते। इसके अलावा, अगर दोषपूर्ण उत्पाद बना दिया गया है, इसे जल्दी सुरक्षात्मक प्रणाली का सफाया कर दिया जाएगा। इस प्रकार, हम पूरे विश्वास के साथ कह सकते हैं कि केवल एक चीज हम बता सकते हैं - इस मानक जीवन प्रयोगशाला में प्राप्त है।

निष्कर्ष

इस क्षेत्र में बहुत आशाजनक है। उदाहरण के लिए, विदेशी जीनों की अभिव्यक्ति वंशानुगत बीमारियों के इलाज में मदद, और नकारात्मक उत्परिवर्तन समाप्त कर सकते हैं। इस विषय पर व्यापक ज्ञान की उपस्थिति के बावजूद, हम पूरे विश्वास के साथ कह सकते हैं कि मानवता अभी भी केवल बहुत शुरुआत में है। जेनेटिक इंजीनियरिंग हाल ही में न्यूक्लियोटाइड की आवश्यक भागों आवंटित करने के लिए सीखा है। 20 साल पहले वहाँ इस विज्ञान की सबसे बड़ी घटनाओं में से एक था - डॉली भेड़ बनाया गया था। अब, अनुसंधान मानव भ्रूण पर आयोजित की जा रही है। हम विश्वास है कि हम भविष्य की दहलीज है, जहां कोई रोग और शारीरिक कष्ट देखते हैं पर हैं के साथ कह सकते हैं। लेकिन इससे पहले कि हम अपने आप को वहाँ मिल जाए, आप समृद्धि के लाभ के लिए काम करने के लिए बहुत अच्छा होना चाहिए।

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