Məlumat

Mühazirə 19: Tərcümə və tərcümə sonrası proseslər - Biologiya

Mühazirə 19: Tərcümə və tərcümə sonrası proseslər - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mühazirə 19: Tərcümə və tərcümə sonrası proseslər

Mühazirə 13: Gen Tənzimlənməsi

Videonu iTunes U və ya İnternet Arxivindən yükləyin.

Əhatə olunan mövzular: Gen tənzimlənməsi

Müəllimlər: Prof. Eric Lander

Mühazirə 10: Molekulyar Biolo.

Mühazirə 11: Molekulyar Biolo.

Mühazirə 12: Molekulyar Biolo.

Mühazirə 13: Gen Tənzimlənməsi

Mühazirə 14: Protein lokalizasiyası.

Mühazirə 15: Rekombinant DNT 1

Mühazirə 16: Rekombinant DNT 2

Mühazirə 17: Rekombinant DNT 3

Mühazirə 18: Rekombinant DNT 4

Mühazirə 19: Hüceyrə dövrü/İşarəsi.

Mühazirə 26: Sinir sistemi 1

Mühazirə 27: Sinir sistemi 2

Mühazirə 28: Sinir sistemi 3

Mühazirə 29: Kök Hüceyrələr/Klon.

Mühazirə 30: Kök Hüceyrələr/Klon.

Mühazirə 31: Molekulyar Tibb.

Mühazirə 32: Molekulyar Evolu.

Mühazirə 33: Molekulyar Tibb.

Mühazirə 34: İnsan Polimorf.

Mühazirə 35: İnsan Polimorf.

Sabahınız xeyir. Sabahınız xeyir.

Beləliklə, bu gün etmək istədiyim əsas molekulyar biologiya mövzusunu öyrənməkdir. DNT replikasiyası haqqında danışdıq.

DNT-nin RNT-yə transkripsiyası və RNT-nin proteinə çevrilməsi. Keçən dəfə fərqli növ orqanizmlər arasındakı bəzi dəyişiklikləri müzakirə etdik: viruslar, prokaryotlar, eukaryotlar, ümumiyyətlə bakteriyaların dairəvi DNT xromosomlarına sahib olduqlarını, ümumiyyətlə eukaryotların xətti xromosomlara sahib olduğunu və s. Bu gün haqqında danışmaq istərdim variasiya, lakin orqanizmlər arasında deyil, zaman-zaman və yerdə bir orqanizm daxilində olan variasiya, yəni bəzi genlərin və ya gen fəaliyyətlərinin bəzi hallarda işə salınması və söndürülməsi. digər hallar. Bu, bir orqanizm üçün, xüsusən də sizin kimi çox hüceyrəli bir orqanizm üçün çox vacib bir problemdir və bütün hüceyrələrinizdə eyni DNT təlimatına malikdir.

Eyni əsas kodun fərqli hüceyrələrdə fərqli işlər gördüyünə əmin olmaq olduqca açıqdır.

Bir bakteriya üçün, mühitinə görə fərqli zamanlarda fərqli şeylər etdiyindən əmin olmaq da vacibdir. Beləliklə, mən bu gün genlərin necə tənzimləndiyini göstərən bir nümunə olaraq çox xüsusi bir sistem haqqında danışacağam, amma bunu etməzdən əvvəl gəlin soruşaq, bu şəkildəki fərqli yerlər haradadır?

DNT DNT -yə gedir RNT, zülala gedir, burada bir genin fəaliyyətini tənzimləyə bilərsiniz. Əslində genomda kodlanmış DNT -ni dəyişdirərək bir genin fəaliyyətini tənzimləyə bilərsinizmi? Yaxşı, niyə olmasın? Çünki? Fərqli bir genə çevrilir. Bəli, bu sadəcə bir tərifdir.

Niyə hüceyrə qərar verə bilmədi ki, mən indi bu genin hansısa şəkildə dəyişməsini istəyirəm? Bilmirəm, DNT ardıcıllığını bir şəkildə dəyişdirəcəyəm. Və bu, genin işləməsini təmin edəcək.

Bu baş verə bilərmi? Buna icazə verilirmi? Bəli, belə çıxır.

Ən çox yayılmış şey deyil və dərsliklərdə çox danışacaqları şey deyil, amma əslində tənzimləmə edə bilərsiniz.

Beləliklə, tənzimləmə səviyyələri çoxdur və biri əslində DNT-nin yenidən qurulması səviyyəsindədir. Kursun daha sonra öyrənəcəyimiz kimi, məsələn, immun sisteminiz bəzi DNT parçalarını lokal olaraq dəyişdirərək yeni, funksional genlər yaradır, bəzi bakteriyalar, xüsusən də yoluxucu orqanizmlər genlərin oraya daxil olaraq açılıb -söndürülməyini idarə edir, və xromosomlarında bir DNT parçasının ətrafında fırlanırlar.

Və geni belə açırlar və ya söndürürlər, əslində girib genomu dəyişdirirlər. DNT seqmentinin istiqamətini dəyişən bir protein var. İndi bunlar bir az əyləncəlidir və onlar haqqında çox danışmayacağıq, amma bilməlisiniz ki, baş verə biləcək demək olar ki, hər şey olur və orqanizmlər tərəfindən müxtəlif yollarla istismar olunur.

Beləliklə, DNT -nin yenidən qurulması şübhəsiz baş verir. Nadirdir, amma baş verəndə həmişə sərin olur.

Beləliklə, baxmaq əyləncəlidir. İmmunitet sistemi kimi bir şey, qəribəlik kimi qəbul edilə bilməz. Bu, inanılmaz dərəcədə vacib bir şeydir. Ən çox yayılmış forma transkripsiya tənzimləmə səviyyəsindədir, burada transkriptin tərtib edilib-edilməməsi onun necə işləndiyi fərqli ola bilər. Əvvəla, RNT polimerazanın bu gendə oturub onu transkripsiya etməyə başlaması lazım olan transkripsiyanın başlaması potensial olaraq tənzimlənə bilən (sic) bir addımdır ki, bəlkə siz yalnız beta-qlobin və geni aktivləşdirəcəksiniz. Alfa-globin birlikdə hemoglobinin iki komponentini meydana gətirir və bunları yalnız qırmızı qan hüceyrələrində və ya qırmızı qan hüceyrələrinin prekursorlarında açacaqsınız və bu mesajı daxil edib etməməyiniz səviyyəsində edilə bilər. birinci yer. Bu, edilə biləcək bir yerdir.

Başqa bir yer, etdiyiniz birləşdirmə seçimləridir.

Mesajınıza gəldikdə, bir çox fərqli potensial ekzona sahibsiniz və bu şəkildə bölmək qərarına gələrək bu genin necə istifadə olunacağını tənzimləyə bilərsiniz və bəlkə də bu ekzonun üstündən keçin, ya da bu ekzonun üstündən keçməyin. Bu alternativ qiymət tənzimləmə üçün güclü bir yoldur. Və nəhayət, mRNA sabitliyi səviyyəsində də tənzimləyə bilərsiniz.

Sabitlik mesajın davamlılığı, mesajın tənəzzülü deməkdir. Mesajın müəyyən hüceyrələrdə daha uzun müddət qalması üçün qorunması ola bilər.

Və digər hüceyrələrdə, bəlkə də, qorunmur və çox sürətlə pozulur. Əgər çox sürətlə parçalanırsa, zülal yaratmaq şansı yoxdur və ya bəlkə də zülalın çoxlu surətini çıxara bilmir. Uzun müddət davam edərsə, zülalın çox nüsxəsini çıxara bilər.

Bütün bunlar baş verə bilər və olur. Onda təbii ki, tərcümə səviyyəsində tənzimləmə var.

Tərcümə, sizə mRNT versəm, avtomatik olaraq tərcümə ediləcəkmi? Ola bilsin ki, hüceyrənin RNT-ni müəyyən şərtlərdə ribosoma, digər şərtlərdə isə ribosoma çatması və ya başqa üsullarla blokada etməsi üçün RNT-ni sekvestr etmək üçün bir yolu var. yalnız onu gizlətməkdənsə, bu mesajın tərcümə edilib -edilməyəcəyini fiziki olaraq bloklamaq üçün bunun çox böyük bir miqdarı olduğu ortaya çıxır. Bu, yenə də ən çox rast gəlinən deyil, lakin biz xüsusilə son bir neçə ildə öyrənirik ki, mRNT-nin tərcüməsinin tənzimlənməsi vacibdir.

Onlar haqqında uzun-uzadı danışmasam da, mikro RNT adlanan maraqlı yeni genlər dəsti var, 21-22 əsas cüt seqmenti kodlayan kiçik kiçik RNT-lər, bir messencer RNT ilə cütləşə və bəzi şəkildə qismən müdaxilə edə bilirlər. tərcümə qabiliyyəti ilə. Və beləliklə, orada olan kiçik mikro RNT -lərin sayına və növlərinə görə, orqanizmlər müəyyən bir mesajın nə qədər fəal şəkildə tərcümə olunduğunu yuxarı və ya aşağıya doğru dəyişə bilərlər.

Beləliklə, tərcüməni müxtəlif yollarla tənzimləmək bacarığı vacibdir. Və sonra, əlbəttə ki, post-translational nəzarət var. Bir protein edildikdən sonra, ola biləcək post-translational tənzimləmə var.

Zülalın bir şəkildə dəyişdirilməsi ola bilər.

Zülallar bir fosfat qrupu qoymadığınız təqdirdə tamamilə hərəkətsiz olduğunu söyləyirlər və bir ferment gəlir və üzərinə bir fosfat qrupu qoyur. Və ya fosfat qrupunu çıxarmayana qədər aktiv deyil.

Zülalların aktiv olub-olmamasına təsir edə biləcək amin turşusu zənciri yaradıldıqdan sonra zülallarda hər cür post-translational modifikasiyalar baş verə bilər. Bunların hər biri potensial olaraq bir orqanizmin müəyyən bir zamanda müəyyən miqdarda müəyyən biokimyəvi fəaliyyətinizin olub-olmamasını tənzimləyə biləcəyi bir addımdır. Və bunların hər biri istifadə olunur. Üç yarım milyard ildir təkamül prosesində olan bir sistemə gəlməklə bağlı olan şey, kiçik fərqlərin belə rəqabət üstünlüyü olaraq mübarizə edilə bilməsi və bir orqanizm tərəfindən düzəldilməsidir. Beləliklə, kiçik bir şey orqanizmə bir az kömək etməyə başlasa, fiksasiyaya çata bilər. Proqram kodunda təxminən üç buçuk milyard illik yamalar olan bu sistemə yaxınlaşırsınız və bunun üstünə hər cür qat və tənzimləmə yığılmışdır. Bütün bunlar baş verir. Ancaq bütün bu kolleksiyanın ən vacib olduğunu düşündüyümüz bu adamdır.

Bir gen məhsuluna sahib olub -olmadığınızı tənzimləyəcəyiniz əsas yer, RNT -ni transkripsiya etməkdən narahat olmağınızdır. Amma demək istəyirəm ki, bəli? Və hansı ekzonlardan istifadə etdiniz, hansını yox? Bəli, buna təsir edə bilən, genə xas olan toxumaya spesifik amillər var. Və təəccüblü şəkildə təfərrüatlar haqqında az şey məlumdur. İnsanların bildiyi bir neçə hal var, ancaq təsəvvür etdiyiniz kimi, əslində o ekzonun üstündən keçmək qərarına gəlmək üçün o toxumada bir tənzimləmə sisteminə ehtiyacınız var.

Və bunun mexanikası təəccüblü şəkildə çox az hallarda başa düşülür. Və düşünə bilərsiniz ki, təkamül bunu ən ümumi şey kimi istifadə etmək istəmir, çünki bunu etmək üçün xüsusi bir şey etmək məcburiyyətindəsiniz. Deməli, bunlarda belə olur. Bu, çox böyük bir işin olması lazım olduğunu düşündüyüm bir yerdir.

mRNA sabitliyi, bir hissəsini anlayırıq, amma bu işdəki bütün faktorları deyil. Mən sizə bu kiçik mikro-RNT-lərlə tərcümə haqqında danışırdım ki, insanlar həqiqətən bir neçə il əvvəl başa düşmüşlər. Beləliklə, bu şeylər haqqında başa düşüləcək çox şey var. Sizə mRNA -nın başlanğıcı haqqında danışacağam, çünki ən çox bildiyimiz sahədir və düşünürəm ki, sizə ümumi paradiqma haqqında yaxşı bir fikir verəcəkdir.

Ancaq buna girmək istəyən hər biriniz, bu şeylər haqqında hələ də kəşf edilməli olan çox böyük bir miqdar olduğunu görəcək.

Beləliklə, bir hüceyrənin edə biləcəyi zülalın miqdarı vəhşicəsinə dəyişir.

Qırmızı qan hüceyrələriniz, qırmızı qan hüceyrələrinizin 80%-i zülal alfa və ya beta-qlobindir. Çox böyük bir məbləğdir. Vücudunuzdakı başqa bir hüceyrədə bu doğru deyil. Beləliklə, nə qədər zülal hazırlandığına dair olduqca əhəmiyyətli fərqlər aralığından bəhs edirdik.

Belə şeylər necə baş verir? Yaxşı, mən genlərin və bakteriyaların tənzimlənməsinin ən sadə və klassik halını, xüsusən də E coli-nin məşhur çatışmazlığı operonunu təsvir edəcəyəm.

Beləliklə, bu, tənzimləmənin həqiqətən işlədildiyi ilk hal idi və bu gün tənzimləmənin necə işlədiyinə dair çox yaxşı bir paradiqma olaraq qalır. E coli, böyümək üçün bir karbon mənbəyinə ehtiyac duyur. Xüsusilə E coli şəkəri çox sevir.

Böyümək üçün bir şəkər istərdim. Seçim nəzərə alınmaqla, E coli-nin sevimli şəkəri hansıdır? Bu, qlükozadır, çünki bizdə qlükozanın bütün dövrü var. Qlükozanın bütün yolu haqqında danışdığımız piruvata keçir və qlükoza qlikoliz yoluna daxil olmaq üçün üstünlük verilən şəkərdir.

Glikoliz: qlükozanın parçalanması. Ancaq düşünək ki, orada qlükoza yoxdur. E coli fərqli bir şəkər almağa hazırdırmı?

Əlbəttə, çünki E coli axmaq deyil. Başqa bir şəkərdən imtina etsəydi, böyüyə bilməzdi. Beləliklə, onun digər şəkərləri qlükozaya çevirən müxtəlif yolları var ki, bu da sizə qlikolizdən keçməyə imkan verəcək və s. İndi seçim verdikdə, o, qlükozadan istifadə etməyə üstünlük verəcək. Amma yoxsa, ona laktoza verdiyini düşünək. Laktoza bir disakariddir. Bu süd şəkəridir və mən qısaca təsvir edəcəyəm, ona görə də laktoza qlükoza və qalaktoza malik disakariddir.

Qlükoza və qalaktoza laktoza bərabərdir. Beləliklə, E coli-yə qalaktoza verilirsə, onu qlükoza və qalaktoza parçalaya bilir.

Və bunu, glaktozidləri parçalayan beta galaktosidaz adlı xüsusi bir ferment edir. Və sizə qalaktoza və qlükoza verəcək. E coli hüceyrəsinin ətrafında nə qədər beta-galaktosidaz var? Bağışlayın? Heç biri? Amma bunu necə edir?

Ehtiyac duyanda sintez edər. Ona ehtiyac duyduqda, məsələn, qlükoza yoxdur və ətrafında çoxlu qalaktoza var, onun nə qədəri olacaq? Çox. Məlum olub ki, E coli-nin yanacaq kimi qalaktozadan asılı olduğu şəraitdə, qalaktoza malik olduğunuz halda, lakin qlükoza olmadığı halda ümumi proteinin 10%-i kimi bir şey beta-gal ola bilər. Bağışlayın? Bağışlayın, laktozanız olsa da, qlükoza yoxdur. Çox sağ ol. Beləliklə, sizdə laktoza varsa, lakin qlükoza yoxdursa, E coli protein çəkisinin 10%-ni beta-qalaktozidaza kimi saxlayır. Heyrət! Vay. Ətrafınızda qlükoza və ya laktoza olmadıqda çox az miqdarda olur.

Demək olar ki, heç biri ola bilməz, iz miqdarları. Yaxşı, niyə bunu edirsən?

Niyə, məsələn, daha ağlabatan bir kompromisə getməyək?

Gəlin, həmişə 1% beta-qalaktosidaza sahib olaq.

Niyə bizə 0-10% lazımdır? 10% həqiqətən çox yüksəkdir.

Nə olsun. Yaxşı bir sığorta siyasətidir. Beləliklə, əgər məndə yalnız qalaktoza varsa, daha çox ehtiyacım var. Yaxşı, demək istəyirəm ki, 1% hələ də onu həzm edəcək. Mən hələ də edəcəm. Problem nədir? Bağışlayın?

Yəni, mən bunu daha yavaş sürətlə edirəm. Həyat uzun. Niyə də yox? Ah, rəqabət etməlidir. Deməli, əgər soldakı hüceyrədə dörd dəfə çox istehsal edən bir mutasiya olsaydı, o zaman ətrafdakı laktozu hopdurar, daha sürətli böyüyür və s. və s. və biz yarışa bilərdik.

Beləliklə, bu kiçik tənzimləmə mutasiyaları bu rəqabətli bakteriya populyasiyası arasında böyük təsirə malikdir. Beləliklə, əgər E coli hazırda bəzən demək olar ki, yox, bəzən isə 10% olmasının həqiqətən yaxşı olduğunu düşünürsə, bunun kifayət qədər ciddi rəqabətin məhsulu ilə işləndiyinə, bunun boş yerə sərf etmək istəmədiyinə mərc edə bilərsiniz. Ehtiyac duymadığınız zaman bunu edən enerji və ehtiyac duyduğunuzda, ətrafınızdakı laktoza sahib olduğunuzda bacardığınız qədər sürətlə böyüyərək həqiqətən də rəqabət aparmalısınız. TAMAM. Bəs o, əslində laktozu necə əldə edir, bağışlayın, məni laktoza ilə qalaktoza nisbətində dürüst saxlayın, hüceyrəyə? Məlum olur ki, başqa bir gen məhsulu, başqa bir zülal var, bu da laktoza permeazdır. Və laktoza permeazının nə etdiyinə dair hər hansı bir təxmin varmı? Hüceyrəni laktoza keçirici edir, sağ, yaxşı. Beləliklə, laktoza hüceyrəyə girə bilər və sonra beta-gal onu qalaktoza və qlükoza parçalaya bilər. Bu iki şey, əslində, hər ikisi də tənzimlənir, beta-gal və bu laktoza permeaz. Yaxşı, necə işləyir?

İndi operon çatışmazlığının strukturuna nəzər salaq.

Beləliklə, keçən dəfə qısaca qeyd etdim, operon nədir? Unutmayın ki, bakteriyalarda siz tez-tez üzərində kodlanmış çoxsaylı zülalları olan bir transkript hazırladınız.

Tək bir mRNT yaradıla bilər və tərcümə üçün çoxsaylı başlanğıclar baş verə bilər və siz çoxlu zülal yarada bilərsiniz.

Eyni biokimyəvi yolun bir hissəsi olan bir dəstə zülal hazırlamaq istəsəniz, bu yaxşı bir şey olardı.

Belə bir obyekt, çoxlu polipeptidi kodlayan transkript yaradan tənzimlənən DNT parçası, birlikdə işlədildiyi üçün operon adlanır. Beləliklə, burada operon çatışmazlığına bir nəzər salaq. Dedim ki, promouter var.

Budur operon üçün promouter və biz onu P çatışmazlığı, operon çatışmazlığı üçün promouter adlandıracağıq. Budur kodlaşdırılmış ilk gen. Beləliklə, mesaj burada, əslində buradan başlayacaq və getməyə başlayacaq. Və ilk genə Z çatışmazlığı adı verilir.

Bu, beta-qalaktosidaza fermentini kodlaşdırmaq üçün baş verir.

Unutmayın, onlar mutant ovu etdilər və mutant ovunu edərkən, mutantları təcrid edərkən hər genin nə olduğunu bilmirdilər.

Beləliklə, onlara hərflərin adlarını verdilər. Və buna Z yoxluğu deyilir. Və molekulyar biologiyada hər kəs bunun Z geninin olmaması olduğunu bilir, halbuki Z-nin galaktosidazla heç bir əlaqəsi yoxdur. Sadəcə ona verilən məktub idi.

Amma, ilişib qalıb. Sonrakı Y çatışmazlığıdır.

Və bu, permeazı kodlaşdırır. Həm də transasetilazanı kodlayan A çatışmazlığı var və mən narahat olduğum qədər siz bunu unuda bilərsiniz. Yaxşı, amma mən onun orada olduğunu qeyd etdim və əslində üç polipeptid əmələ gətirir.

Biz bu barədə narahat olmayacağıq, tamam, amma transasetilaz yaradır, tamammı? Ancaq bu, nə haqqında danışacağımızı başa düşməyəcək və əslində transasetilaz haqqında çox az şey məlumdur. Söhbət etməyim lazım olan başqa bir gen də var və bu da çatışmazlıq I adlanır. Və onun da çatışmazlığı səbəbiylə PI adlandıra biləcəyimiz bir tanıtıcısı var.

Və bu çox maraqlı bir zülalı kodlaşdırır.

Beləliklə, burada bir polipeptidi kodlayan bir mesaj alırıq.

Bu mRNT bir polipeptidi kodlayır. Monosistronikdir. Bu oğlan polikistronik mesajdır. Fərqli zülallara çevrilmiş bu bölgələr üçün tozlu köhnə adı olan bir çox sistron var. Və beləliklə, bu mRNA -dır.

Beləliklə, I çatışmazlığı, bu, repressor çatışmazlığı adlanan çox maraqlı bir zülalı kodlaşdırır. Repressorun olmaması, əslində bunu bir an aşağı salacağam, bir ferment deyil.

Qalaktoza qoymaq üçün öz-özünə bir kanal deyil.

DNT bağlayan bir proteindir. DNT -yə bağlanır. Ancaq bu, hər hansı bir köhnə DNT-yə bağlanan qeyri-spesifik DNT bağlayıcı zülal deyil.

Ardıcıllıq üçün xüsusi bir üstünlük var.

Xüsusilə müəyyən bir nukleotid ardıcıllığını tanımağı sevən bir ardıcıllıqla DNT-nin böyük yivinə birləşdiyini təsdiqləyən, müəyyən bir forma, müəyyən bir amin turşusu dəsti olan bir proteindir. orada bağlayır. Bu adamın bağlamağı sevdiyi xüsusi nukleotid ardıcıllığı haradadır? Elə olur ki, oradadır.

Və buna operator ardıcıllığı və ya operator saytı deyilir.

Deməli, bu protein ora gedib bağlanmağı sevir. Yeri gəlmişkən, mən bunu belə çəkdim ki, bu operator saytı əslində promouter saytı ilə üst-üstə düşsün.

Promoter saytına bağlanmağı kim sevir? RNT polimeraza.

Repressor zülalının çatışmazlığı orada otursa nə olacaq?

RNT polimeraz bağlaya bilməz. Bu, sadəcə olaraq, fiziki olaraq bağlanmaqdan qorunur. Beləliklə, burada bəzi halları nəzərdən keçirək.

Tutaq ki, burada genimizə baxırıq. Promouterimiz var, P çatışmazlığı. Burada operator saytımız var. Burada Z geni çatışmazlığı var və orada repressor çatışmazlığı, I çatışmazlığı, orada oturan repressor var.

Polimeraz buna nail olmağa çalışır və o, bloklanır.

Beləliklə, operonun olmaması transkripsiyası baxımından nə olacaq: mRNA yoxdur. Deməli, əladır.

Beləliklə, bir problemi yarasız olaraq həll etdik.

Bəzən heç bir mRNA istehsal olunmayacağına əmin olmaq istəyirik.

Bu yolla, beta-qalaktosidaza istehsal edərək, heç bir metabolik enerji sərf etməyəcəyik. Bitirdikmi? Yox? Niyə də yox.

Bəzən beta-qalaktosidaz etməliyik.

Beləliklə, biz o repressoru oradan çıxarmalıyıq. Yaxşı, repressor ordan necə çıxacaq? Nə vaxt repressorun oradan çıxarılmasını istəyirik: laktoza mövcud olduqda.

Beləliklə, bir şəkildə laktozanın mövcudluğunu deyə bilən və repressor zülalına "hey, laktoza ətrafında" deyən bir siqnal göndərə bilən bir növ inkişaf etmiş duyğu mexanizmi qurmalıyıq. Siqnal bütün yolla repressor zülalına ötürülür və repressor zülalı çıxır.

Nə cür mükəmməl sensor mexanizmi qurula bilər?

Laktozanı nə kimi istifadə edin? Beləliklə, əslində bu olduqca sadədir.

Yalnız laktoza alın deyirsiniz və laktozun öz siqnalı olmasını istəyirsiniz? Beləliklə, əgər laktoza yalnız repressora bağlansaydı, repressor ətrafda laktozanın olduğunu bilə bilərdi.

Yaxşı, laktoza ona bağlansa nə edərdi? Bağışlayın? Niyə düşərdi? Bəli. Laktoza daha çox maraqlanır.

Beləliklə, bir təklifiniz varsa, bu yaxşıdır. Burada gedən dizayn işlərindən xoşum gəlir. Təklif budur ki, əgər laktoza buraya, repressorumuza bağlanarsa, DNT -dən daha çox laktoza maraqlandığı üçün düşəcək. İndi maraq əslində maddi bir şeyə necə çatdırılır? Bu polipeptidin DNT-ni bəyənməsi və ya bəyənməməsinin faktiki səviyyəsi aydın olmadığı üçün siz bu polipeptid zənciri ilə bağlı bir qədər antropomorfizasiya edə bilərsiniz. Beləliklə, mexaniki olaraq nə olacaq? Forma. Bəli, forma? Təsdiq dəyişdirmə, bağlama hərəkəti, laktoza bağlama hərəkəti bir az enerji yaradır, zülalın şəklini dəyişə bilər və laktozanı bağlamaq üçün zülalın forması onun bir hissəsini tərpədə bilər. artıq DNT -yə o qədər də yaxşı bağlanmır. Məhz belə olur.

Yaxşı iş. Beləliklə, əslində nə baş verdiyini siz uşaqlar dizayn etdiniz. Baş verənlərə allosterik dəyişiklik deyilir. Sadəcə başqa forma deməkdir.

Beləliklə, laktozanın bağlanması ilə şəklini dəyişir. Və o düşür, çünki orada laktoza bağlı olduqda bu xüsusi DNT ardıcıllığını bağlamaq üçün daha az uyğundur. Beləliklə, bu vəziyyətdə, laktoza olduqda, çatışmazlığı bağlamıram.

Və operonun olmaması transkripsiya olunur. Bəli? Uh-oh. Tamam dizaynerlər, burada bir problemimiz var. Çox gözəl bir sisteminiz var, elə deyilmi? Siz laktoza hiss edəcəkdiniz.

Laktoza, repressor çatışmazlığına bağlanacaq, təsdiqini itirəcək: uh-oh. Ancaq qeyd etdiyiniz kimi, laktoza necə girəcək, çünki laktoza permeazı yoxdur, çünki laktoza permeazası eyni operon tərəfindən hazırlanır. Bəs, əslində, bu DOD dəyirmanının ləkəli növlərindən birini almaq əvəzinə, tamamilə o qədər sıx olan və heç bir şəraitdə heç vaxt yıxılmayan bəzi repressor əşyalarını almaq əvəzinə, bir az səliqəli bir repressor qursaq, nə etməli? və bəzən operon çatışmazlığının transkripsiyasına imkan verir? Sonra, ətrafımızda bir az iz miqdarına sahib olacağıq. Ətrafa bir az sızma ilə, bir az laktoza daxil olacaq.

Və bir az laktoza daxil olduğu müddətdə, artıq tarazlığı dəyişəcək ki, repressor daha çox sönsün və əlbəttə ki, bu daha çox nüfuz edəcək, yer dəyişdirəcək, yer dəyişdirəcək və dəyişəcək. Beləliklə, heç bir şeyin transkripsiya olunmayacağı qədər mükəmməl dizayn edilmədiyi müddətcə, heç bir mRNT həqiqətən çox kiçik mRNT deyil. Bax, hesab edirəm ki, MİT tələbələrinin bu işi öyrənməsi çox yaxşı şeydir, çünki burada sistemləri necə qurmağınızla bağlı hər cür gözəl dizayn prinsipləri var. Və düşünürəm ki, bu, belə bir sistem qurmağın çox yaxşı bir nümunəsidir.

İndi, tamam, buna görə də artıq çatışmazlıq və çatışmazlıq qabiliyyətimiz var və bu, çatışmazlığımızdır, əsasən sizin keçirmə probleminiz səbəbindən: çox yaxşıdır. İndi gəlin bir az kənara çıxaq, bunu hardan bilək? Bu cür mülahizələr, indi sənə cavabı söylədim. Ancaq gəlin əslində bu qənaətə gəlməyinizə imkan verən dəlilləri başa düşməyə nəzər salaq.

Beləliklə, bunu etmək üçün və bu, 50-ci illərin sonunda Nobel mükafatı qazandıqları Yakobin Manuxun molekulyar biologiyada məşhur işidir, bəzi mutantlar toplamaq istədilər.

Unutmayın, bu DNT ardıcıllığı və ya buna bənzər bir zamandan əvvəl və bu prosesə təsir edən mutantları toplamaq istədi.

Beləliklə, tənzimləməni pozan mutantları toplamaq üçün onlar bilirdilər ki, laktoza ətrafda olsaydı, beta-qalaktosidaza daha yüksək miqdarda istehsal olunur. Bunun çətinliyi, laktozanız olmadıqda, çox az miqdarda beta-gal, bir ədəd beta-gal istehsal edəcəyi və laktozanın iştirakı ilə 1, 00 ədəd deyək, çox istehsal edəcəyi vəhşi tip E coli idi. beta-gal. Ancaq bununla oynamaqla bağlı problem laktozanın iki fərqli rola sahib olmasıdır.

Laktoza həm repressora bağlanması səbəbiylə genin ifadəsini induksiya edir və s.

Beta-galaktosidaz əmələ gəldikdə laktozanı parçaladığı üçün fermentin də substratıdır. Beləliklə, bağlamada daha az laktoza var və əgər tənzimləyici vasitələri həqiqətən öyrənmək istəsəniz, problemi var ki, repressora bağlayaraq geni induksiya edən şey, genin məhsulu ilə məhv olan şeydir. Beləliklə, belə bir prosesi öyrənmək kinetikasını həqiqətən qarışıq edəcək. Repressorla bağlayaraq beta-qalaktosidaza səbəb ola biləcək, lakin özü həzm olunmayan bir laktoza forması hazırlasanız çox yaxşı olar.

Kimyəvi olaraq, əslində bunu edə bilərsiniz. Kimyəvi olaraq, qalaktozid analoqu olan IPTG adlı bir molekul yaratmaq mümkündür. Və nə edirsə, burada tez bir zamanda eskiz edəcəyim bu molekuldur, oradakı bir kükürddür və qeyri -müəyyən şəkildə oxşar olduğunu görə bilərsiniz, bu induksiya edə bilər.

Beta-gala səbəb olacaq, ancaq substrat deyil. Həzm olunmayacaq.

Beləliklə, istədiyiniz müddətdə qalacaq. Ex-gal adlanan bir molekuldan istifadə etmək də çox rahatdır.

Ex-gal yenidən şəkər hissəsinə malikdir və sonra burada bir xlor, bir brom və s. Olan komik bir cüt üzük var. Və bu adam induksiya edən deyil. Beta-galaktosidaz ifrazını induksiya etmək qabiliyyətinə malik deyil. Ancaq bir substratdır.

O, ferment tərəfindən parçalanacaq və səliqəli şəkildə parçalandıqda mavi olur. Bu iki kimyəvi maddənin operon çatışmazlığının tənzimlənməsini işləmək üçün çox əlverişli olduğu ortaya çıxdı. Beləliklə, əgər mən laktoza əlavə etmək əvəzinə, IPTG-ni, induktorumu əlavə etməyi düşünsəm, IPTG əlavə edərkən beta-gal istehsalını əldə edəcəm. IPTG olmayanda beta-gal istehsal etməyəcəyəm. Amma sonra buna alışmaqda problemim yoxdur. Yaxşı, indi nə cür mutant axtara bilərəm? Mən bir mutant axtara bilərəm ki, hətta induktor olmadıqda belə, IPTG hələ də çoxlu beta-gal istehsal edir. İndi mən mutantları da axtara bilərəm ki, nə olursa olsun, heç vaxt beta-gal istehsal etmir, elə deyilmi? Ancaq, ehtimal ki, nə olardı? Beta-galın kodlaşdırma ardıcıllığını təsir edən struktur mutasiyalar ola bilər, elə deyilmi? Bunlar olacaq.

E coli-nin heç vaxt beta-gal istehsal etməməsinə səbəb olan mutasiyalar toplaya bilərəm. Lakin bu, hər zaman beta-qalın yaranmasına səbəb olan repressiyanı maneə törədən mutasiyalar toplamaq qədər maraqlı deyil. Belə bir mutantı necə tapa bilərəm?

IPTG olmadıqda belə çoxlu beta-gal istehsal edən mutant tapmaq istəyirəm. Beləliklə, bir boşqabın üzərinə E coli qoyaq. IPTG -ni bir plaka üzərinə qoymalıyıqmı? Xeyr, buna görə IPTG yoxdur.

Mən nə axtarıram? Buradakı uşaqlardan birinin çoxlu beta-gal istehsal etdiyini necə deyə bilərəm? Bəli?

Beləliklə, IPTG yoxdur, ancaq keçmiş gal taxın və kimsə çoxlu beta-gal istehsal edirsə, nə olur? Onlar mavi rəngə çevrilirlər: mavi bir şey axtarmaq üçün çoxlu E coli-dən keçmək çox asandır.

Beləliklə, mavi rəngdə olan çoxlu mutantlar toplandı.

Və bu kimyəvi maddələr bu gün də istifadə olunur. Onlar müntəzəm olaraq laboratoriyalarda, köhnə qız və buna bənzər şeylərdə istifadə olunur, səhvləri mavi rəngə çevirir, çünki bu, o qədər yaxşı öyrənilmiş bir sistemdir ki, biz ondan bir çox şeylər üçün istifadə edirik. Beləliklə, təsisçi olan mutantlar tapıldı. Beləliklə, konstituativ mutantlar olan mutantlar tapıldı. Konstituativ mutantlar: hər zaman ifadə edən, artıq tənzimlənməyən, yəni bu konstituativ mutantları xarakterizə edən məna.

Məlum olur ki, onlar iki fərqli təsisçi mutant sinfinə düşüblər. Kifayət qədər vaxtımız olsaydı və sənədləri və hamısını oxuya bilsəydiniz, nə edəcəyəm, Jacobin Maneaux -un təcrid etdikləri və xarakterizə etməyə çalışdıqları bu komik mutantlar haqqında olan təsvirləri və nə olduğunu tapmağın yollarını vermək. davam edir.

Ancaq bu çətin və çətindir və cavabın nə olduğunu bilmirsinizsə başınızı ağrıyır. Beləliklə, mən əvvəlcə sizə baş verənlərin cavabını deyəcəyəm və sonra bunun belə olduğunu necə bildiyinizə baxın. Ancaq təsəvvür edin ki, bu cavabı bilmirdiniz və bunu məlumatlardan tapmalısınız.

Beləliklə, iki növ mutant olacağını düşünsək: bir nömrəli mutant operator komponentləridir.

Onlarda qüsurlu operator ardıcıllığı var. Operator saytında mutasiyalar meydana gəldi. İki nömrəli mutantın qüsurlu bir repressor zülalı var, bu da repressor zülalının genidir.

Fərqini necə deyə bilərəm?

Beləliklə, operator saytımda problem ola bilər.

Operatorun saytı ilə bağlı problem nə ola bilər?

Ardıcıllığın bəzi mutasiyaları repressorun artıq oraya bağlanmamasına səbəb olur, tamam? Beləliklə, qüsurlu operator saytı repressorları bağlamır. Qüsurlu repressor, operator saytı çox yaxşıdır, amma buna bağlanacaq bir repressorum yoxdur. Bəs fərqi necə izah edim? Fərqi söyləməyin bir yolu, mutantları birlikdə vəhşi tipə keçməyə başlamaqdır və soruşurlar ki, bunlar dominant və ya resesifdir, yoxsa belə şeylər?

İndi burada kiçik bir problem var. E Coli bir diploid deyil, buna görə iki E kolini birlikdə keçə və diploid E coli edə bilməzsən, elə deyilmi? Bu prokaryotdur. Yalnız bir genomu var. Ancaq məlum oldu ki, siz E coli-dən müvəqqəti diploidlər, qismən diploidlər yarada bilərsiniz, çünki bakteriyaları cütləşdirə bilərsiniz. Burada bakteriya xromosomu olan bakteriyalar da cinsi əlaqədə olurlar və bakterial cinsiyyət zamanı plazmidlər köçürülə bilər, məsələn, F faktoru, başqa bir bakteriyadan köçürülə bilər. Və qismən merodiploidin möcüzələri sayəsində müvəqqəti olaraq E kolisi əldə edə bilərsiniz və ya daimi olaraq qismən diploid olan E kolisi əldə edə bilərsiniz. Deməli, demək istədiklərimi edə bilərsiniz. Ancaq E coli üçün diploid genotiplər yazmağımdan narahat olsanız, əslində bunu edə bilərsiniz.

Qismən diploidlər hazırlaya bilərsiniz. Beləliklə, burada bir genotipi sınayaq.

Tutaq ki, repressor vəhşi tipdir, operator vəhşi tipdir və çatışmazlığı Z geni vəhşi tipdir. Tutaq ki, məndə IPTG yoxdur, mən qeyri-induksiya olunmuşam. Bir ədəd beta-gal var. İnducerimi əlavə edərkən nə olur? 1000 vahid beta-gal alıram.

İndi, tutaq ki, məndə operator konstituativ mutasiya olardı.

Sonra operator saytı qüsurludur. Bu repressoru bağlamır. Beta-gal heç olmasa da hər zaman ifadə olunacaq. Yaxşı, bu, əlbəttə ki, seçdiyimiz şey idi. İndi, güman ki, aşağıdakı diploidi hazırladım.

I plus, O plus, Z plus, over I plus, O constituative, Z plus. Beləliklə, burada mənim diploidim var. Fenotip nə olardı? Deməli, başqa sözlə, xromosomlardan birində operator problemi var.

Yaxşı, bu o deməkdir ki, buradakı xromosom həmişə beta-galın tərkib hissəsini ifadə edəcək.

Bəs burada bu xromosom haqqında nə demək olar? Olmayacaq. Deməli, bu 1, 01 olar, ver ya da al, çünki bunu edən bir xromosom və bunu edən bir xromosom var və bu təxminən 2, 00 olardı. İndi bu kəmiyyət fərqinin çox da əhəmiyyəti yoxdur. Molekulyar biologiya ilə məşğul olanda həqiqətən gördüyünüz odur ki, operator konstituativ mutasiyasının bir nüsxəsinə sahib olduğunuz zaman IPTG olmasa belə, burada hələ də çoxlu beta-gal var idi. Beləliklə, operatorun əsas saytı bu plus saytı üçün dominant kimi görünürdü.

Amma indi bunu burada sınayaq. I plus, O plus, Z plus, over I plus, operator constituative, Z minus. Sonra nə olar?

Bu operatorun qurucu saytı, bu xüsusi nüsxənin daimi transkripsiyasına imkan verir. Ancaq bu xüsusi nüsxə işlək və işlək bir beta-gal edə bilərmi? Xeyr. Beləliklə, genetik xaçlarınızı etdiyiniz zaman görürsünüz ki, operator konstituativ, indi, əgər mən bunları tərsinə çevirsəm, güman edirəm ki, bunları tərsinə çevirəcəyəm, I plus, O plus, Z minus, I plus, O constituative, Z üstəlik, eyni genotiplər, düzdür, ancaq bunların hansı xromosomda olduğunu çevirdim.

İndi, nə olur? Bu xromosom burada: həmişə beta-gal hazırlayır və işləyir. Bu xromosom burada: beta-qal yaratmır.

Tənzimlənsə də, mutantdır. Başqa sözlə, bu təcrübədən, operator saytının yalnız fiziki olaraq yerləşdiyi xromosoma təsir etdiyini, ətrafında gəzən bir protein yaratmadığını deyə bilərsiniz.

Nə edir ki, cys-də işlədiyi deyilir. Cys eyni xromosomda deməkdir. Fiziki olaraq eyni xromosomda işləyir.

İndi isə, əksinə, repressor mutantların çatışmazlığının xüsusiyyətlərinə nəzər salaq. Mən sizə bir repressor mutantı verməsəm, mən plus, O plus, Z plus vəhşi tipdir.

Mən təsisçi, O plus, Z plus: burada nə baş verir?

Bu vəhşi tip 1 -də 1 -dir. Bu adam burada: 1,000 və 1, 00, sonra burada bir diploidə baxaq: I plus, O plus, Z plus, I seçici, O plus, Z plus. Təsiri nədir? I konstituativ işlək repressor yaratmır. Lakin, I plus fəaliyyət göstərən repressor edir. Beləliklə, bu tənzimləmə göstərəcəkmi?

Bəli, bu yaxşı tənzimlənəcək. Bu olduqca yaxşı işləyir və əslində 2000 -ə çatacaq və orada iki nüsxə çıxaracaq.

Ancaq yenə də vahidlərin o qədər də önəmi yoxdur. Və əksinə, sənə I plus, O plus, Z minus və I seçici, O plus, Z plus versəm nə olacaq?

Burada, bu xromosomda mutasiyam var. Ancaq bunun əhəmiyyəti yoxdur, çünki repressorda bu xromosomda mutasiyam var. Burada Z çatışmazlığı ilə bağlı bir mutasiya var, amma funksional bir nüsxə, çatışmazlıq repressorunun bir funksional nüsxəsi olduğum müddətcə hər iki xromosomda işləyir.

Hər iki xromosomda işləyəcək və başqa sözlə bu repressor çatışmazlığı, bir nüsxə hər iki xromosomda işləyir. Başqa sözlə desək, ətrafa yayılan və ya hər iki xromosom üzərində işləyə bilən bir məhsul meydana gətirir və transda, yəni hər tərəfdə işlədiyi deyilir.

Beləliklə, operator cys-də işləyir. Yalnız öz xromosomunda işləyir. Operatordakı bir mutasiya yalnız yaşadığı xromosoma təsir göstərir, halbuki repressor çatışmazlığının funksional bir nüsxəsi zülal olduğu üçün ətrafda dolaşacaq və Jacobin Maneaux fərqi belə bilirdi.

Bu iki növ mutasiyaların çox fərqli xüsusiyyətlərə malik olduğunu göstərərək öz modellərini sübut etdilər. Operator mutasiyaları yalnız meydana gəldikləri fiziki xromosomu təsir etdi və təbii ki, etdikləri genetikadan nəticə çıxarmalı oldular, funksional bir kopya repressoru olan repressor hüceyrədəki hər hansı bir xromosom üzərində hərəkət edə bilərdi.

Beləliklə, tamam, bunu əldə etdik. İndi, son nöqtə, qlükoza haqqında nə demək olar?

Qlükoza haqqında bir söz deməmişəm. Bax, bu insanlar üçün böyük bir hadisə idi.

Bu model, repressor modeli, bizdə bu repressor var. Bəs qlükoza? Bu şəkildə qlükoza nə edir?

Beləliklə, qlükoza nəzarəti: burada mənim genim var. İşdə mənim təşviqçim, P çatışmazlığı. Budur mənim operatorum, beta-gal.

Z -nin olmaması ilə kodlanır. Bütün bunlara sahibsiniz. Bu adam mövcud olduqda, üzr istəyirəm, laktoza olduqda, repressor çıxır. Polimeraza oturur. Bir saniyə gözləyin, qlükoza olmadığı təqdirdə polimeraza oturmamalıdır.

Qlükozanın olub olmadığını və ya aşağı qlükozanın olub olmadığını söyləmək üçün başqa bir sensora ehtiyacımız var. Beləliklə, bizə bunu bildirən bir sensor lazım olacaq. Hər hansı bir fikir? Bəli?

Bəli, bu işlə məşğul olsanız, bunun tam olaraq işlədiyini düşünmürəm. Ancaq əsas fikriniz var. Başqa bir şey istəyəcəksiniz və məlum olur ki, burada başqa bir sayt var, tamam? Tamamilə fərqli bir zülalın bağlandığı ikinci bir yer var. Və bu protein dövri AMP tənzimləyici zülaldır və belə olur ki, hüceyrədə, az miqdarda qlükoza olduqda, bunu düzgün etdiyimə əmin olun, az miqdarda qlükoza olduqda, əlimizdə olan şey yüksəkdir dövrü AMP miqdarı. Cyclic AMP çıxır, halbuki laktoza birbaşa siqnal kimi istifadə olunur, siklik AMP burada siqnal kimi istifadə olunur. Hüceyrədə az miqdarda qlükoza olduqda, yüksək miqdarda siklik AMP olur. İndi, dövri AMP -nin nə etməsini istəyirsən? Bunu necə dizayn edəcəyik?

Bir zülala, dövri AMP tənzimləyici proteinə bağlanacaq, oturacaq və indi nə edəcək?

RNT polimerazını bloklayacaqmı?

biz nə etmək istəyirik? Aşağı qlükoza, yüksək siklik AMP varsa, saytda otururuq, transkripsiyanı indi aktiv etmək istəyirik, elə deyilmi? Beləliklə, RNA polimerazını bloklamaq deyil, RNT polimeraza kömək etmək lazımdır. Beləliklə, əslində repressor olmaq əvəzinə aktivləşdiricidir. Və o, RNT polimerazanın bağlanmasını daha cəlbedici edir və bunu əslində DNT-ni bir az əyərək edir.

Ancaq RNA polimerazının bağlanmasını asanlaşdırır.

Belə çıxır ki, promouter bir növ xırtıldayan promouterdir.

Əslində belədir, unutmayın ki, repressor mükəmməl deyil, təşviqatçı da mükəmməl deyil. Təşəbbüskar bir növ ağılsız.

Və RNT polimeraza bu digər tənzimləyici zülaldan bir az kömək almadıqca, işləmir.

İki nəzarətimiz var: bir ekoloji işarəyə cavab verən mənfi bir tənzimləyici, bir ekoloji işarəyə cavab verən pozitiv bir aktivator, polimeraza transkripsiya edib -etməməsinə qərar verməyə kömək etmək və əsasən insan yumurtası tam bir yetkinə gedir və bütün ömrü boyu yaşayır, eksi bir neçə detal. Bəzi detallar qalıb, amma bu, genləri necə açıb söndürdüyünüzün eskizidir.


Tərcümə sonrası dəyişikliklər: Baxış

Hüceyrələr daxili və xarici şəraitdəki dəyişiklikləri aşkar etməli və onlara reaksiya verməlidir. Bu dəyişikliklərə uyğunlaşmaq üçün istifadə edilən üsullardan biri zülalların kimyəvi modifikasiyasıdır. Şərti kimyəvi dəyişikliklər zülalların geri çevrilən post-translational modifikasiyaları (PTM) vasitəsilə sensorlardan effektorlara ötürülür. PTM -lər ifadənin son məhsulunun dəyişdirilməsində, bioloji proseslərə və xəstəlik şəraitinə töhfə verməkdə, hüceyrə fərqlənməsi (1), zülalların parçalanması, siqnal və tənzimləmə prosesləri, gen ifadəsinin tənzimlənməsi, və protein-protein qarşılıqlı təsirləri (2,3).

Post tərcümə modifikasiyası necə işləyir?

PTM -lər protein həyatının istənilən mərhələsində baş verə bilər.Bir çox zülallar tərcümə başa çatdıqdan qısa müddət sonra düzgün qatlanmağa vasitəçilik etmək və ya yeni yaranan zülalın fərqli hüceyrə yerlərinə (məsələn, nüvə və ya membrana) yönəldilməsi üçün dəyişdirilir. Digər dəyişikliklər katalitik aktivliyi aktivləşdirmək və ya ləğv etmək üçün qatlama və lokalizasiya tamamlandıqdan sonra baş verir. Proteinlər, həmçinin parçalanma üçün bir proteini hədəf alan etiketlərlə kovalent şəkildə əlaqələndirilir. Onlar zülalın yetişməsi və ya aktivləşdirilməsinin mərhələli mexanizmi vasitəsilə post-translational parçalanma və funksional qrupların əlavə edilməsinin birləşməsi yolu ilə dəyişdirilir.

Post translational modifikasiyası harada baş verir? PTM -lər fərqli amin turşusu yan zəncirlərində və ya peptid əlaqələrində meydana gəlir və ən çox ferment aktivliyi ilə əlaqədardır. Həqiqətən də, proteomun 5% -i 200 -dən çox növ PTM yerinə yetirən fermentlərdən ibarətdir (4). Bu fermentlərə amin turşusu yan zəncirlərinə funksional qruplar, zülallar, lipidlər və ya şəkərlər əlavə edən və ya xaric edən kinazlar, fosfatazlar, transferazlar və ligazalar və xüsusi ardıcıllıqları və ya tənzimləyici alt bölmələri çıxarmaq üçün peptid bağlarını parçalayan proteazlar daxildir. Bir çox zülal, otokinaz və otoprotolitik sahələr kimi avtokatalitik sahələrdən istifadə edərək də özünü dəyişdirə bilər. PTM -lər modifikasiyanın xarakterinə görə geri çevrilə bilər. Nümunə olaraq, fosfatazlar fosfat qrupunu zülaldan çıxarmaq və onun bioloji aktivliyini tərsinə çevirmək üçün hidroliz edir (Şəkil 1).

Şəkil 1. Post-translational modifikasiyaların növləri (PTM).

Ən çox yayılmış post-tərcümə dəyişiklikləri

Kütləvi-spektrometriya (MS) üsullarında son inkişaflar minlərlə PTM sahəsinin müəyyən edilməsinə imkan verdi. Nəticə etibarı ilə, yeni zənginləşdirmə strategiyaları bir neçə növ modifikasiyanın (məsələn, asetilasiya, ubiquitylation, O-GlNac, N-əlaqəli qlikosilləşmə) qlobal hüceyrə əhəmiyyətini üzə çıxarmışdır. Kiçik kimyəvi modifikasiyalardan (məsələn, fosforiləşmə və asetilləşmə) tam zülalların əlavə olunmasına qədər (məsələn, hər yerdə paylaşma, Şəkil 3) qədər 200 -dən çox müxtəlif PTM növü məlumdur (5,6).

Fosforlaşma

Protein fosforiləşməsi (Şəkil 2) post-translational modifikasiyadır. Məməli zülalların üçdə birinin fosforiləşə biləcəyi təxmin edilir və bu dəyişiklik tez-tez protein funksiyasını modulyasiya etməkdə əsas rol oynayır. Fosforlaşma zülal funksiyasını, enzimatik aktivliyi, zülal -zülal qarşılıqlı təsirini və zülal lokalizasiyasını tənzimləyən serin, treonin və tirozin qalıqlarında baş verir. Fosforiləşmə fosfatazalar tərəfindən kataliz edilir və geri çevrilə bilər - fosforilləşmiş zülallar protein fosfatazalarla fosforlaşa bilər.

Şəkil 2. PMA ilə müalicə olunan siçan J774 makrofaj hüceyrələri ilə fosfo-Marks antikorunun (10018-3-AP, 1: 1500) WB nəticəsi.

Qlikozilləşmə və qlikanasiya

Endoplazmik retikulum ilə əlaqəli ribozomlarda sintez olunan zülalların əksəriyyəti qlikosilasiyaya uğrayır. Bu o deməkdir ki, polipeptid zəncirinə şəkər hissələrinin kovalent birləşməsi əlavə olunur. Eukaryotlarda ən çox yayılmış iki glikosilasyon növü N-bağlı glikosilasyondur-asparaginə və O ilə əlaqəli glikosilləşmə-serin və treoninə.

Ümumiləşdirmə

Protein ubiquitinasiyası o deməkdir ki, kovalent ubiquitin lizin, sistein, serin, treoninə və ya birbaşa protein N-terminusuna əlavə olunur. Ubiquitin, demək olar ki, bütün toxuma növlərində ifadə olunan kiçik (+/- 8.6 kDa) zülaldır (Şəkil 3). Ubiquitination üç fermentli şəlalə (E1, E2 və E3) tərəfindən kataliz edilən enzimatik reaksiyadır. Bu, substratın spesifikliyini və aktivləşdirilməsini, birləşməsini və bağlanma addımlarını təmin edir. Proteinlər monoubiquitinated (bir ubiquitin molekulu ilə) və ya polyubiquitinated ola bilər. Polyubiquitinasiya, ilkin ubiquitin molekuluna əlavə ubiquitin molekulları əlavə edildikdə baş verir. Proteom vasitəsilə ubiquitinasiya, zülalların parçalanmasını qeyd edə bilər. Hüceyrə siqnalı, membran zülallarının daxililəşdirilməsi və transkripsiyanın inkişafı və tənzimlənməsi üçün də vacibdir.

Şəkil 3. MDA-MB-453s hüceyrələri SDS SƏHİFƏSİNDƏN sonra 1: 600 nisbətində 10201-2-AP (ubiquitin antikoru) ilə qərb ləkəsinə məruz qaldı.

PTM sağlamlıq və xəstəliyə təsir göstərir

Zülalların və onların PTM -lərinin təhlili ürək xəstəlikləri, xərçəng, nörodejenerativ xəstəliklər və diabetin öyrənilməsi üçün xüsusilə vacibdir (7). Post-translationally modifikasiya edilmiş zülalların öyrənilməsində əsas problemlər xüsusi aşkarlama və təmizləmə üsullarının işlənib hazırlanmasıdır. Xoşbəxtlikdən, bu texniki maneələr müxtəlif yeni və zərif proteomika texnologiyaları ilə aradan qaldırılır.


Proteomun çoxlu vəzifəsi

PTM -lərin başqa bir xüsusiyyəti, onları saxlayan zülallarda bir çox fərqli funksiyanı yerinə yetirmələridir. PTM-lərin əlavə edilməsi və ya çıxarılması, ferment aktivliyini, zülal konformasiyasında hüceyrədaxili və molekulyar dəyişiklikləri, zülal tərəfdaşları və ya digər biomoleküllərlə qarşılıqlı əlaqəni tənzimləyir. Qeyri-adi olaraq, tək bir PTM növü modifikasiya yerindən və siqnal yolunun kontekstindən asılı olaraq bu müxtəlif funksiyaların bir neçəsinə cavabdeh ola bilər. Xüsusilə, ubiquitin siqnalı ilə yaxşı nümunə verilir, burada yüksək konservasiya olunmuş kiçik polipeptid ubiquitin, hədəf zülalların lizin qalıqlarına yapışdırılır. Zülallar tək bir ubiquitin polipeptidi (yəni monoubikitinasiya) və ya bir neçə fərqli mövqedə (çox monoubikitinasiya) dəyişdirilə bilər. Üstəlik, yeddi daxili lizin qalığı, ubikuitinin bəzi hallarda budaqlanmış homojen və ya heterojen zəncirlər meydana gətirməsinə imkan verir. Ubiquitinasiyanın bu çox fərqli formaları bu PTM-yə hüceyrə siqnalından və zülalların çeşidlənməsindən hədəflənmiş proteolizə qədər müxtəlif proseslər üçün siqnal verməyə imkan verir (Komander və Rape, 2012). Miricescu və s. (2018) ubiquitinin çoxfunksiyalılığının ətraf siqnallarını necə birləşdirdiyini nəzərdən keçirərək, bu PTM-in müxtəlif formalarda inkişaf və stress hormonları ilə tənzimlənən demək olar ki, bütün yollarda mərkəzi rol oynadığını göstərir. Yeni ortaya çıxan sübutlar, ubiquitin modifikasiyalarının, bitkilərin ətraf mühitə hüceyrə reaksiyalarını tənzimləməsinə imkan verən, sinerjistik və antaqonist hormon-siqnal yolları arasında çarpaz söhbətlər təşkil etdiyini də göstərir. Yalnız bu PTM -in təmin etdiyi mürəkkəblik, hər bir bitki genomunun niyə bu qədər ubiquitin siqnalizasiyası ilə əlaqəli genlərin kodlaşdırılmasına həsr olunduğunu izah edə bilər.

Bitki hormonu qavrayışı, gen ifadəsinin yenidən proqramlaşdırılmasında ubiquitin üçün xüsusilə maraqlı çoxfunksiyalı rolu təmsil edir. Həm Adams, həm də Spoel (2018) və Miricescu və s. (2018), ubiquitin E3 ligazları tərəfindən xromatində bir neçə bitki hormonunun necə qəbul edildiyini müzakirə edir. Bu E3 ligazaları birbaşa hormon reseptorları və eyni zamanda transkripsiya kofaktorları kimi fəaliyyət göstərərək çox funksiyalı olur. E3 ligaz və ya transkripsiya koaktivatoru və ya korepressor olan substratı arasında molekulyar yapışqan rolunu oynayan hormonlar çoxlu vəzifələri təmin edir. Yaranan hormonların səbəb olduğu transkripsiya tənzimləyicilərinin özünəməxsus xüsusiyyətlərini dəyişdirir və ya tənəzzülə uğrayır (Kelley və Estelle, 2012 Furniss və Spoel, 2015). Xüsusilə, bu xromatinlə əlaqəli E3 ligazalarının çoxşaxəli fəaliyyət mexanizmlərinin aydınlaşdırılması bitki biologiyasından kənarda geniş təsirlərə malikdir. Biyomedikal elmlər, E3 ligazları tərəfindən kiçik molekul algısını təqlid edən terapevtik agentlərin dizaynında maraqlıdır, çünki ubiquitin siqnalının disfunksiyası xərçəng, nevroloji xəstəliklər və immun çatışmazlığı da daxil olmaqla insanlarda bir çox patofizioloji şərtlərin əsasını təşkil edir. Nəticə etibarilə, farmakoloji dərman kəşfi yanaşmaları indi bitki hormonlarının qəbulu mexanizmlərindən ilhamlanır (Şabek və Zheng, 2014). Bitkilərdəki bu təbii prosesi öyrənərək biotibbin inkişafına gözlənilməz şəkildə töhfə verə bilərik.


Biologiyada Proteomika, B Bölümü

C. Zhang, Y. Liu, Enzimologiyada Metodlar, 2017

Mücərrəd

Histonların posttranslational modifikasiyası (PTM) epigenetikanın sürətlə inkişaf edən sahəsində əsas tədqiqat maraqlarından biridir. Bu yüksək mürəkkəb histon PTM-lərin dəqiq və dəqiq ölçülməsi histon kodunu və onun arxasındakı bioloji əhəmiyyəti başa düşmək üçün vacibdir. Buna baxmayaraq, bu, əsas analitik problem olaraq qalır. Kütlə spektrometriyası (MS), histon PTM-lərinin kəmiyyət məlumatlarını əldə etmək üçün güclü bir vasitə kimi sübut edilmişdir və MS-ə əsaslanan müxtəlif kəmiyyət strategiyaları uğurla inkişaf etdirilmiş və əsas tədqiqatlarda, eləcə də klinik tədqiqatlarda istifadə edilmişdir. Bu fəsildə, gələcək eksperimental dizaynlar üçün bir primer olaraq, çox vaxt çox çevik və hərfdən asılı olan histon PTM -lərinin kəmiyyət təhlili üçün bir baxış təqdim edirik.


Giriş seçimləri

1 il ərzində tam jurnal girişi əldə edin

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.
ƏDV sonradan hesaba əlavə olunacaq.
Vergi hesablanması ödəniş zamanı yekunlaşacaq.

ReadCube-da vaxt məhdud və ya tam məqaləyə giriş əldə edin.

Bütün qiymətlər NET qiymətləridir.


Müəlliflər, tədqiqatın potensial maraq toqquşması kimi təfsir edilə biləcək heç bir ticarət və ya maliyyə əlaqəsi olmadığı təqdirdə aparıldığını bəyan edirlər.

AGOargonaute zülalı
ALPautofagiya lizosomal yol
ALSyan amyotrofik skleroz
AMPKAMP ilə aktivləşdirilmiş protein kinaz
ARE-RBPAU ilə zəngin elementləri tanıyan RNT bağlayıcı zülallar
VARAU zəngin element
ATMmutasiyaya uğramış ataksiya-telangiektaziya
CARM1koaktivatorla əlaqəli arginin metiltransferaza 1
CBPcAMP-cavab elementi bağlayıcı protein (CREB) bağlayan protein
CD62EElektron seçim
Chk2nəzarət nöqtəsi kinaz 2
Clk1Cdc kimi kinaz 1
COX-2siklooksigenaza 2
CSEsistationin və#x003b3-lizaz
CTSSkatepsin S
CURESCU ilə zəngin elementlər
DDRDNT zərər reaksiyası
DGCR8DiGeorge sindromunun kritik bölgəsi 8
ZARfərqləndirmə nəzarət elementi
ECRG2özofagus xərçəngi ilə əlaqəli gen 2
eNOSendotel nitrik oksid sintazı
ERKhüceyrədənkənar siqnalla tənzimlənən kinaz
EV71enterovirus 71
FASTKFasla aktivləşdirilmiş serin/treonin kinaz
FBXW2F-box/WD təkrar tərkibli protein 2
FTLDfronto-temporal lobar dejenerasyonu
FUSsarkoma ilə birləşir
FXR2Pkövrək X ilə əlaqəli protein 2
GM-CSFqranulosit-makrofag koloniyasını stimullaşdıran faktor
GSK3 və#x003b2glikogen sintaza kinaz 3 β
G3BP1Ras-GAP SH3 domen bağlayan protein 1
HDM2/MDM2insan/siçan ikiqat dəqiqə 2
hnRNP A1/A2/Kheterojen nüvə ribonukleoproteini A1 A2 və K
HNSHuR nukleositoplazmik servis ardıcıllığı
Hsp27istilik şok zülalı 27
HuRinsan antigeni R
IDRözünəməxsus pozulmuş bölgə
IKK αI κ B kinaz α
IRESdaxili ribosoma giriş yeri
JAK3Yanus kinaz 3
KHK homologiyası
KIK interaktiv bölgə
KLF2Kr üppel kimi faktor 2
KNSK nüvə daşıma sahəsi
KSRPKH tipli birləşdirici tənzimləyici protein
LCRaşağı mürəkkəblik bölgəsi
LLPSmaye –sıvı faza ayrılması
MAPKmitogenlə aktivləşdirilmiş protein kinaz
MAPKAPK-2/3MAPK ilə aktivləşdirilmiş protein kinaz 2 və 3
mFasmembrana bağlı Fas
miRISCmiRNA-dan qaynaqlanan susdurma kompleksi
miRNAmikro-RNT
MK2/3MAPK ilə aktivləşdirilmiş protein kinaz 2 və 3
MLOmembransız orqanoid
MMP2/7matris metalloproteinaz 2 və 7
mRNPxəbərçi ribonükleoprotein hissəciyi
NCLnukleolin
NEDD8sinir prekursoru hüceyrəsi inkişaf səviyyəsində aşağı salınmış 8
NLSnüvə lokalizasiyası siqnalı
O-GlcNAcO-qlikozil-N.-asetilləşmə
PABPpoli (A) bağlayan protein
PAD4peptidil arginin deiminaz 4
PARpoli (ADP-riboza)
PARP-1PAR polimeraza 1
Kompüter 2polycomb 2 zülalı
Pin1NIMA ilə qarşılıqlı zülal (heç vaxt A mitozunda deyil) -1
PKAprotein kinaz A.
PKC α/δ/ζprotein kinaz C α δ və ζ
PLDpriona bənzər bir sahə
pre-miRNAmiRNA xəbərçisi
pri-miRNAilkin miRNA
PRMT1protein arginin N-metiltransferaza 1
PTHparatiroid hormonu
PTMtərcümə sonrası dəyişiklik
r15-LOXeritroid-15-lipoksigenaz
RBDRNT bağlayıcı domen
RBPRNT bağlayıcı protein
RGG/RGarginin/glisin baxımından zəngindir
RRMRNT tanıma motivi
sFashəll olunan Fas
SG -lərstress qranulları
SIRT1Sirtuin 1
SMNmotor neyronunun sağ qalması
snRNP U1kiçik nüvə ribonükleoprotein hissəciyi U1
SRserin/argininlə zəngindir
SRPK 1/2SR protein kinaz 1 və 2
SRSF1/3SR birləşmə faktoru 1 və 3
StUbLSUMO hədəfli ubiquitin ligaz
SUMOubiquitinə bənzər kiçik modifikator
TDP-43TAR DNT bağlayan zülal 43 kDa
TİA-1T-hüceyrədaxili antijen 1
TIARTIA-1 ilə əlaqəli
TIARTIA-1 ilə əlaqəli protein
TRAF6TNF reseptoru ilə əlaqəli faktor 6
TRNnəqliyyatda
TTPtristetraprolin
Ububiquitin
UBXD8ubiquitin tənzimləyici X domen ehtiva edən protein 8
UCP2ayıran protein-2
UPSubiquitin-proteazom sistemi
UTRtərcümə olunmamış bölgə
XIAPX xromosomla əlaqəli apoptoz zülalının inhibitoru
β-TrCP 1β-transducin təkrar tərkibli protein 1.

Başlama

Tərcümə zamanı kiçik bir ribozomal alt birim mRNA molekuluna bağlanır. Eyni zamanda bir tRNA molekulu eyni mRNA molekulundakı müəyyən bir kodon ardıcıllığını tanıyır və bağlayır. Daha sonra böyük bir ribosomal alt bölmə yeni yaranan kompleksə qoşulur. İnisiator tRNT ribosomun bir bağlanma yerində yerləşir P site, ikinci bağlayıcı saytdan ayrılaraq, A sayt, açıq. Yeni bir tRNA molekulu mRNA -dakı növbəti kodon ardıcıllığını tanıyanda açıq yerə bağlanır. A Sayt. TRNA -nın amin turşusunu bağlayan bir peptid bağı meydana gəlir P tRNA amin turşusunun yerləşdiyi yerdir A məcburi sayt.


Veb saytlar

Müəllimlər Domeni: Hüceyrə Transkripsiyası və Tərcüməsi

Teachers 'Domain, NSF -in maliyyə dəstəyi ilə WGBH tərəfindən istehsal olunan, minlərlə media qaynağı, dəstək materialları və sinif dərsləri üçün vasitələr olan pulsuz bir təhsil mənbəyidir. molekulyar biologiyanın mərkəzi ehkamının ümumi icmalı ilə başlayan interaktiv fəaliyyət, sonra transkripsiya və tərcümə prosesləri haqqında daha konkret təfərrüatlar. Material siniflər üçün uyğun məzmun olaraq təyin olunsa da, 9-12, biologiya fənləri mövzusuna əla bir giriş olaraq xidmət edər və ya orta məktəbdən sonrakı səviyyələrdə qeyri-biologiya ixtisasları üçün uyğun olar. . Bax: Müəllim Sahəsi: Hüceyrə Transkripsiyası və Tərcüməsi

DNT Tədris Mərkəzi (DNALC) Howard Hughes Tibb İnstitutunun DNT interaktiv (DNAi) Utah Universitetinin Genetik Elm Tədris Mərkəzi

Aşağıda sadalanan DNT Tədris Mərkəzinin (DNALC) veb-saytı, Howard Hughes Tibb İnstitutunun DNT interaktiv (DNAi) veb-saytı və Yuta Universitetinin Genetika Elmi Tədris Mərkəzinin vebsaytında transkripsiya və tərcüməni təsvir edən əla rəvayət edilmiş animasiyalar var. Bu animasiyalar mühazirə əlavəsi kimi və ya tələbələrin özləri nəzərdən keçirmələri üçün faydalıdır. DNALC animasiyaları mərkəzi dogmanı, transkripsiyanı (əsas və təkmil), mRNT-nin birləşdirilməsini, RNT-nin birləşdirilməsini, üçlü kodu və tərcüməni (əsas və təkmil) əhatə edir. DNAi modulları, "Kodu oxumaq" və "Kodu kopyalamaq", prosesin tarixini, kəşfdə iştirak edən elm adamlarını və prosesin əsaslarını təsvir edir, eyni zamanda animasiya və interaktiv oyunu da əhatə edir. Yuta Universitetinin interaktiv animasiyaları, məsələn, "Gen dəyişdirmək/tərcümə etmək" və ya "Hüceyrədə neyrofibromin aktivliyini sınamaq" kimi gen mutasiyasının təsirlərini araşdırmaq üçün xüsusilə faydalıdır.

DNT Tədris Mərkəzinin (DNALC): 3-D Animasiya Kitabxanası
Howard Hughes Tibb İnstitutunun DNT interaktiv: (DNAi): Kod
Utah Universitetinin Genetik Elm Öyrənmə Mərkəzi: Bir geni yazın və tərcümə edin

Qəzəbli

Təbiət Təhsili veb saytı, Scitable, daha çox öyrənmək istəyən və ya başa düşmək, transkripsiya və tərcümə etməkdə çətinlik çəkən tələbələr üçün əla bir iş mənbəyidir. Saytda transkripsiya, tərcümə və əlaqədar mövzulara bir çox "baxış" da daxil olmaqla axtarıla bilən kitabxana var. Tələbələr izahatlar, animasiyalar və digər resurslara keçidlər təqdim edən Genetika "Tədqiqat Paketi"nə giriş əldə edə bilərlər. Bundan əlavə, Scitable-da tələbələrə genetika ilə bağlı xüsusi suallar təqdim etməyə imkan verən "Ekspertdən soruşun" funksiyası var. Bax: Scitable

NHGRI Genetika Şərtlərinin Danışıq Sözlüyü iPhone Tətbiqi və Veb Saytı

Genetika Termlərinin Danışan Lüğəti vebsayt və iPhone proqramı tələbələriniz üçün asanlıqla daşına bilən və əlçatan bir arayış təqdim edir. Çox vaxt tanımadığımız lüğətlər şagirdlərin dərk etməsinə mane olur. Bu proqram/sayt onlara transkripsiya və tərcümədə iştirak edən komponentləri təsvir etmək üçün istifadə olunan ümumi terminlərə lazımlı istinad verir.
Genetika terminlərinin danışan lüğəti
İPhone Tətbiqi Genetika Şərtlərinin Sözlüyü

Buffalo Universitetinin Case Study Collection: Qripin şifrəsini açmaq

Bu "tıklama çantası", şagirdlərin DNT -də saxlanan məlumatları oxumaq və şərh etmək qabiliyyətini inkişaf etdirmək üçün hazırlanmışdır. PowerPoint təqdimatı ilə birlikdə şəxsi cavab sistemlərindən (“kliklər”) istifadə edərək tələbələr Xəstəliklərə Nəzarət və Qarşısının Alınması Mərkəzlərində (CDC) təcrübə keçən “Jason”un hekayəsini izləyirlər. Jason, Meksikada bir CDC komandası ilə işləyərkən, yeni bir qrip xəstəliyindən xəstələnməyən yeganə insandır. Hansı birinin xəstəliyə səbəb ola biləcəyini müəyyən etmək üçün fərqli lokal qrip suşlarından toplanan molekulyar məlumatlardan istifadə etmək Jasona aiddir. Fən və ya qeyri-elm sahələri üçün giriş biologiyası kursu üçün nəzərdə tutulsa da, vəziyyət daha mürəkkəb problemləri və intronların çıxarılması kimi gen ifadəsinin aspektlərini daxil etməklə yuxarı səviyyəli kurslar üçün uyğunlaşdırıla bilər. "
Bax: Qripin şifrəsini açmaq

Biology-Forums.com-dan Protein Sintezi Animasiyası

Tərcümə, mRNA -dan zülalların çıxarılması prosesidir. Bu YouTube videosu prosesdə iştirak edən molekulyar komponentləri göstərir. O, həmçinin mRNT, ribosom, tRNT və qalıqlar arasında qarşılıqlı təsir vasitəsilə peptidin necə uzandığını canlandırır. Protein Sintez Animasiyası

RIKEN Omics Elm Mərkəzi tərəfindən Mərkəzi Dogma Animasiyası

Molekulyar biologiyanın "Mərkəzi dogması" budur ki, "DNT RNT-ni zülal yaradır". Bu anime, molekulyar maşınların hər bir hüceyrənin DNT -sindəki genləri portativ RNA mesajlarına necə köçürdüyünü, bu peyğəmbər RNT -nin nüvədən necə dəyişdirildiyini və necə xaric edildiyini və nəhayət RNT kodunun zülallar yaratmaq üçün necə oxunduğunu göstərir. Animasiya: Mərkəzi Dogma

Bu məlumatın bir Prezi'sini burada tapa bilərsiniz: NHGRI Müəllim Resursları-Mərkəzi Dogma

Tərbiyəçilərdən ibarət komanda:

Kari D. Loomis, Ph.D., Mars Hill Kolleci
Luisel Ricks, Ph.D., Howard Universiteti
Mark Bolt, Ph.D., Pikeville Universiteti
Cathy Dobbs, Ph.D., Joliet Junior College
Changhui Yan, Ph.D., Şimali Dakota Dövlət Universiteti
Solomon Adekunle, Ph.D., Cənub Universiteti

Müəllimlər Domeni: Hüceyrə Transkripsiyası və Tərcüməsi

Teachers 'Domain, NSF -in maliyyə dəstəyi ilə WGBH tərəfindən istehsal olunan, minlərlə media qaynağı, dəstək materialları və sinif dərsləri üçün vasitələr olan pulsuz bir təhsil mənbəyidir. molekulyar biologiyanın mərkəzi ehkamının ümumi icmalı ilə başlayan interaktiv fəaliyyət, sonra transkripsiya və tərcümə prosesləri haqqında daha konkret təfərrüatlar. Material siniflər üçün uyğun məzmun olaraq təyin olunsa da, 9-12, biologiya fənləri mövzusuna əla bir giriş olaraq xidmət edər və ya orta məktəbdən sonrakı səviyyələrdə qeyri-biologiya ixtisasları üçün uyğun olar. . Bax: Müəllim Sahəsi: Hüceyrə Transkripsiyası və Tərcüməsi

DNT Tədris Mərkəzi (DNALC) Howard Hughes Tibb İnstitutunun DNT interaktiv (DNAi) Utah Universitetinin Genetik Elm Tədris Mərkəzi

Aşağıda sadalanan DNT Tədris Mərkəzinin (DNALC) veb-saytı, Howard Hughes Tibb İnstitutunun DNT interaktiv (DNAi) veb-saytı və Yuta Universitetinin Genetika Elmi Tədris Mərkəzinin vebsaytında transkripsiya və tərcüməni təsvir edən əla rəvayət edilmiş animasiyalar var. Bu animasiyalar mühazirə əlavəsi kimi və ya tələbələrin özləri nəzərdən keçirmələri üçün faydalıdır. DNALC animasiyaları mərkəzi dogmanı, transkripsiyanı (əsas və təkmil), mRNT-nin birləşdirilməsini, RNT-nin birləşdirilməsini, üçlü kodu və tərcüməni (əsas və təkmil) əhatə edir. DNAi modulları, "Kodu oxumaq" və "Kodu kopyalamaq", prosesin tarixini, kəşfdə iştirak edən elm adamlarını və prosesin əsaslarını təsvir edir, eyni zamanda animasiya və interaktiv oyunu da əhatə edir. Yuta Universitetinin interaktiv animasiyaları, məsələn, "Gen dəyişdirmək/tərcümə etmək" və ya "Hüceyrədə neyrofibromin aktivliyini sınamaq" kimi gen mutasiyasının təsirlərini araşdırmaq üçün xüsusilə faydalıdır.

DNT Tədris Mərkəzinin (DNALC): 3-D Animasiya Kitabxanası
Howard Hughes Tibb İnstitutunun DNT interaktiv: (DNAi): Kod
Utah Universitetinin Genetik Elm Öyrənmə Mərkəzi: Bir geni yazın və tərcümə edin

Qəzəbli

Təbiət Təhsili veb saytı, Scitable, daha çox öyrənmək istəyən və ya başa düşmək, transkripsiya və tərcümə etməkdə çətinlik çəkən tələbələr üçün əla bir iş mənbəyidir. Saytda transkripsiya, tərcümə və əlaqədar mövzulara bir çox "baxış" da daxil olmaqla axtarıla bilən kitabxana var. Tələbələr izahatlar, animasiyalar və digər resurslara keçidlər təqdim edən Genetika "Tədqiqat Paketi"nə giriş əldə edə bilərlər. Bundan əlavə, Scitable-da tələbələrə genetika ilə bağlı xüsusi suallar təqdim etməyə imkan verən "Ekspertdən soruşun" funksiyası var. Bax: Scitable

NHGRI Genetika Şərtlərinin Danışıq Sözlüyü iPhone Tətbiqi və Veb Saytı

Genetika Termlərinin Danışan Lüğəti vebsayt və iPhone proqramı tələbələriniz üçün asanlıqla daşına bilən və əlçatan bir arayış təqdim edir. Çox vaxt tanımadığımız lüğətlər şagirdlərin dərk etməsinə mane olur. Bu proqram/sayt onlara transkripsiya və tərcümədə iştirak edən komponentləri təsvir etmək üçün istifadə olunan ümumi terminlərə lazımlı istinad verir.
Genetika terminlərinin danışan lüğəti
İPhone Tətbiqi Genetika Şərtlərinin Sözlüyü

Buffalo Universitetinin Case Study Collection: Qripin şifrəsini açmaq

Bu "tıklama çantası", şagirdlərin DNT -də saxlanan məlumatları oxumaq və şərh etmək qabiliyyətini inkişaf etdirmək üçün hazırlanmışdır. PowerPoint təqdimatı ilə birlikdə şəxsi cavab sistemlərindən (“kliklər”) istifadə edərək tələbələr Xəstəliklərə Nəzarət və Qarşısının Alınması Mərkəzlərində (CDC) təcrübə keçən “Jason”un hekayəsini izləyirlər. Jason, Meksikada bir CDC komandası ilə işləyərkən, yeni bir qrip xəstəliyindən xəstələnməyən yeganə insandır. Hansı birinin xəstəliyə səbəb ola biləcəyini müəyyən etmək üçün fərqli lokal qrip suşlarından toplanan molekulyar məlumatlardan istifadə etmək Jasona aiddir. Fən və ya qeyri-elm sahələri üçün giriş biologiyası kursu üçün nəzərdə tutulsa da, vəziyyət daha mürəkkəb problemləri və intronların çıxarılması kimi gen ifadəsinin aspektlərini daxil etməklə yuxarı səviyyəli kurslar üçün uyğunlaşdırıla bilər. "
Bax: Qripin şifrəsini açmaq

Biology-Forums.com-dan Protein Sintezi Animasiyası

Tərcümə, mRNA -dan zülalların çıxarılması prosesidir. Bu YouTube videosu prosesdə iştirak edən molekulyar komponentləri göstərir. O, həmçinin mRNT, ribosom, tRNT və qalıqlar arasında qarşılıqlı təsir vasitəsilə peptidin necə uzandığını canlandırır. Protein Sintez Animasiyası

RIKEN Omics Elm Mərkəzi tərəfindən Mərkəzi Dogma Animasiyası

Molekulyar biologiyanın "Mərkəzi dogması" budur ki, "DNT RNT-ni zülal yaradır". Bu anime, molekulyar maşınların hər bir hüceyrənin DNT -sindəki genləri portativ RNA mesajlarına necə köçürdüyünü, bu peyğəmbər RNT -nin nüvədən necə dəyişdirildiyini və necə xaric edildiyini və nəhayət RNT kodunun zülallar yaratmaq üçün necə oxunduğunu göstərir. Animasiya: Mərkəzi Dogma

Bu məlumatın bir Prezi'sini burada tapa bilərsiniz: NHGRI Müəllim Resursları-Mərkəzi Dogma


Tənzimləyici zülallar

Transkripsiya tənzimlənməsi, qismən DNT -yə sarmal formada bağlana bilən (açılması lazım deyil) və RNT polimerazanın transkripsiya fəaliyyətini tənzimləyən tənzimləyici zülalların vasitəçiliyi ilə həyata keçirilir.

Tənzimləyici zülallara ümumi baxış

  • DNT-nin tənzimləyici ardıcıllığına bağlanaraq transkripsiyanı tənzimləyin:
    • Təşviqatçılar
    • Gücləndirici ardıcıllıqlar
    • İzolyatorun ardıcıllığı
    • DNT bağlama sahəsi: DNT-yə bağlanan zülal hissəsi
    • Funksional sahə: funksiyasını yerinə yetirmək üçün DNT və/və ya digər zülallarla qarşılıqlı əlaqədə olan zülalın bir hissəsidir
    • Sarmal - dönüş - sarmal
    • Sink barmaqları
    • Leysin fermuarları

    Sarmal – dönmə – sarmal

    Sarmal -dönmə -sarmal DNT bağlama motivli tənzimləyici zülallar aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

    • Struktur: bir-birinə perpendikulyar yönümlü 2 spiral seqment və zülalın döngə seqmenti vasitəsilə bir-birinə bağlıdır
    • Döngə seqmenti funksional sahəni ehtiva edir
    • Proteinlər, DNT -ni əsas yivdən bağlayır
    • Çox vaxt cüt -cüt işləyirlər
    • Helix -turn -spiral zülallarının bir alt qrupu, inkişafda tez -tez iştirak edən tənzimləyici zülallar olan homeodomain zülalları kimi tanınır.

    Əsas yivdə DNT -yə bağlanan 2 sarmal -dönüş -sarmal tənzimləyici zülallar

    Sink barmağı

    • 3 barmaq bənzər quruluş DNT ilə əsas yiv vasitəsilə qarşılıqlı təsir göstərir.
    • DNT ilə sıx əlaqə yaratmaq üçün sinkdən istifadə edir
    • Eyni motiv sink-barmaq domenini ehtiva edən steroid reseptorlarında da müşahidə olunur → aktivləşdirilmiş reseptorların birbaşa DNT-yə bağlanmasına və transkripsiyaya birbaşa təsir göstərməsinə imkan verir.

    Sink-barmaq bağlama motivi:
    Tez-tez steroid reseptorlarının bağlanma mexanizmlərində istifadə olunur

    Leysin fermuar

    Lösin fermuarları, hər biri sarmal alt və hidrofob alt birimi olan 2 zülaldan ibarətdir.

    • Sarmal alt hissələr:
      • Əsas yivdən DNT -yə daxil olun
      • Yivin içərisində DNT -nin əks ucları ilə birləşin
      • DNT-dən kənarda qalın (çünki DNT hidrofilikdir)
      • İki zülalı birlikdə "sıxışdıran" lösin molekullarından ibarətdir

      Leysin-fermuar bağlama motivi:
      Birlikdə sıxılan 2 alt bölmə var

      Əlaqəli videolar


      Çox vaxt zülalları yediyimiz qidalarda və ya əzələlərin əsas komponenti olaraq qida olaraq qəbul edirik, lakin zülallar da hüceyrələrin içərisində müxtəlif və həyati işlər görən mikroskopik molekullardır. İnsan Genomu Layihəsi başa çatdıqdan sonra elm adamları diqqətlərini bütün insan zülallarının kataloqu olan insan “proteomuna” yönəldirlər. Bu əsər, zülallar dünyasının, çox mürəkkəb formalı və dəqiq funksiyaları olan, demək olar ki, fantastik göründükləri molekullarla dolu maraqlı bir dünya olduğunu göstərdi.

      Zülalın funksiyası onun formasından asılıdır və zülal əmələ gəlməsi pozulduqda, nəticədə yaranan qeyri-formalı zülallar pis, zülallar öz mühüm işlərinə laqeyd yanaşmaqdan, hüceyrələrin içərisində yapışqan, yığcam qarışıqlıq əmələ gətirdikcə çirkinliyə qədər müxtəlif problemlər yaradır. Mövcud araşdırmalar zülallar dünyasının saflıqdan uzaq olduğunu göstərir. Protein əmələ gəlməsi xətalara meylli bir prosesdir və bu yolda edilən səhvlər bir sıra insan xəstəlikləri ilə əlaqələndirilir.

      Zülalların geniş dünyası:

      Tipik bir insan hüceyrəsində 20.000-dən 100.000-ə qədər unikal zülal növü var. Niyə bu qədər çox? Zülallar hüceyrənin iş atlarıdır. Hər biri müəyyən bir işi ustalıqla yerinə yetirir. Bəziləri, məsələn, əzələ hüceyrələrinə və ya uzun nazik neyronlara sərtlik və sərtlik verir. Digərləri xüsusi molekullara bağlanır və onları yeni yerlərə aparır, digərləri isə hüceyrələrin bölünməsinə və böyüməsinə imkan verən reaksiyaları katalizləyir. Funksiyadakı bu müxtəliflik və spesifiklik zənginliyi zülalların zahirən sadə bir xüsusiyyəti sayəsində mümkün olur: qatlanırlar.

      Proteinlər funksional bir forma qatlanır

      Bir zülal hüceyrədə, amin turşuları adlanan 300 tikinti blokundan ibarət uzun bir zəncir olaraq başlayır. 22 müxtəlif növ amin turşusu var və onların sıralanması zülal zəncirinin öz üzərinə necə qatlanacağını müəyyən edir. Qatlanan zaman adətən ilk olaraq iki növ struktur yaranır. Zülal zəncirinin bəzi bölgələri “alfa spiralları” adlanan zəncirvarı formasiyalara bükülür, digər bölgələr isə kağız fanatların qatlarına bənzəyən “beta vərəqləri” adlanan ziqzaq naxışlara qatlanır. Bu iki quruluş daha mürəkkəb quruluşlar yaratmaq üçün qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Məsələn, bir zülal quruluşunda, bir neçə beta təbəqə bir -birindən bir neçə alfa sarmalı çıxarılan içi boş bir boru meydana gətirir. Boru qısadır və elə çömbəlmişdir ki, ümumi quruluş bir qutudan (beta vərəq borusu) çıxan ilanlara (alfa spiralları) bənzəyir. Təsviri adları olan bir neçə digər protein quruluşuna “beta barel, ” “beta pervanesi, ”alpha/beta at nalı, ” və “jelly-roll qat daxildir. ”

      Bu kompleks quruluşlar zülalların hüceyrədəki müxtəlif işlərini yerinə yetirməsinə imkan verir. Bir qutuda olan ” ilanları, bir hüceyrə membranına yerləşdirildikdə, hüceyrələrə giriş və çıxışı təmin edən bir tunel yaradır. Digər zülallar, kilid və açar kimi müəyyən bir molekula bağlanmaq üçün mükəmməl formada olan “aktiv yerlər” adlanan cibləri olan formalar əmələ gətirir. Fərqli formalara qatlanaraq, zülallar eyni təməl bloklardan ibarət olmasına baxmayaraq çox fərqli rollar oynaya bilər. Bir bənzətmə etmək üçün bütün nəqliyyat vasitələri poladdan hazırlanır, lakin yarış avtomobili və yaraşıqlı forma yarışları qazanır, bir avtobus, zibil maşını, vinç və ya zamboni hər biri özünəməxsus vəzifələri yerinə yetirmək üçün hazırlanmışdır.

      Niyə protein qatlanması bəzən uğursuz olur?

      Qatlama zülalın funksional formanı qəbul etməsinə imkan verir, lakin bu, bəzən uğursuz olan mürəkkəb bir prosesdir. Protein qatlanması üç əsas səbəbdən səhv ola bilər:

      1: İnsan zülal zəncirində amin turşusunu dəyişdirən mutasiyaya malik ola bilər ki, bu da müəyyən bir zülalın öz üstünlük verdiyi qatı və ya “doğma” vəziyyətini tapmasını çətinləşdirir. Bu irsi mutasiyalara aiddir, məsələn, kistik fibroz və ya oraq hüceyrəli anemiyaya səbəb olanlar. Bu mutasiyalar DNT ardıcıllığında və ya müəyyən bir proteini kodlayan “gen”-də yerləşir. Buna görə də, bu tip irsi mutasiyalar yalnız o xüsusi zülalı və onunla əlaqəli funksiyanı təsir edir.

      2: Digər tərəfdən, zülal qatlanma uğursuzluğu bir çox zülala təsir edən davamlı və daha ümumi bir proses kimi baxıla bilər. Zülallar yaradılarkən, amin turşularının uzun zəncirlərini yaratmaq üçün DNT-dən təlimatları oxuyan maşın səhv edə bilər. Elm adamları hesab edirlər ki, bu maşın, ribosom, hər 7 zülaldan 1-də səhv edir! Bu səhvlər nəticəsində əmələ gələn zülalların düzgün qatlanma ehtimalını azalda bilər.

      3: Bir amin turşusu zəncirində heç bir mutasiya və ya xəta olmasa belə, zülalların 100% düzgün qatlanmaması səbəbindən yenə də seçdiyi bükülmüş formaya çatmaya bilər. Hüceyrədəki turşuluq və temperatur kimi şərtlər orqanizmin alışdığı vəziyyətdən dəyişərsə, zülal qatlanması daha da çətinləşər.

      Protein qatlanmasında bir uğursuzluq bir neçə məlum xəstəliyə səbəb olur və elm adamları daha çox xəstəliyin qatlanma problemi ilə əlaqədar ola biləcəyini fərz edirlər. Hüceyrələrdə zülalların düzgün qatlanmadığı zaman meydana çıxan iki tamamilə fərqli problem var.

      Müəyyən bir işi yerinə yetirmək üçün lazım olan “özəl işçi çatışmazlığına səbəb olan “ funksiya itkisi ” Məsələn, düzgün qatlanmış zülalın toksini bağlamaq və onu daha az zəhərli əlavə məhsullara parçalamaq üçün mükəmməl formada olduğunu təsəvvür edin. Kifayət qədər düzgün qatlanmış zülal olmadıqda, toksin zərərli səviyyələrə çatacaq. Başqa bir nümunə olaraq, bir hüceyrə şəkər metabolizmasından məsul ola bilər ki, hüceyrə onu enerji üçün istifadə etsin. Hüceyrə, funksional vəziyyətində kifayət qədər protein olmadığı təqdirdə, enerji çatışmazlığı səbəbindən yavaş -yavaş böyüyəcəkdir. Hüceyrənin xəstələnməsinin səbəbi, bu vəziyyətdə, xüsusi olaraq düzgün qatlanmış, funksional bir zülalın olmamasıdır. Kistik fibroz, Tay-Sachs xəstəliyi, Marfan sindromu və bəzi xərçəng növləri, bir növ zülalın öz işini yerinə yetirə bilməməsi ilə nəticələnən xəstəliklərə misaldır. On minlərlə protein növünün bu qədər əhəmiyyətli olduğunu kim bilirdi?

      Düzgün olmayan şəkildə qatlanan zülallar, zülalın funksiyasından asılı olmayaraq hüceyrənin sağlamlığına da təsir edə bilər. Zülallar funksional vəziyyətinə qatlana bilmədikdə, nəticədə səhv qatlanmış zülallar sıx hüceyrə mühitinə əlverişsiz olan formalara çevrilə bilər. Əksər zülallar özlərinin dərinliyinə basdırdıqları yapışqan, “suya nifrət edən” amin turşularına malikdir. Qarışıq olan zülallar, bu iç hissələri xaricdən geyirlər, çirkin bir karamel mərkəzini ortaya çıxarmaq üçün əzilmiş şokoladlı bir konfet kimi. Bu səhv bağlanmış zülallar tez -tez bir araya gələrək “gregatlar adlanır (ALS) xəstəliyi olsa da, elm adamları hələ də bu səhv bağlanmış yapışqan molekulların hüceyrələrə necə zərər verdiyini kəşf etməyə çalışırlar.

      Yanlış qatlanmış bir protein digərləri arasında xüsusi diqqətə layiqdir. Creutzfeldt-Jakob xəstəliyindəki "dəli inək xəstəliyi" olaraq da bilinən “prion ” zülalı, yalançı bir zülalın yalançı bir nümunəsidir. Bu protein nəinki geri dönməz bir şəkildə açılır, həm də digər funksional zülalları bükülmüş vəziyyətinə çevirir.

      Hüceyrələrimiz səhv bağlanmış zülallardan necə qorunur?

      Son araşdırmalar göstərir ki, zülalların yanlış qatlanması hüceyrələrin içərisində tez-tez baş verir. Xoşbəxtlikdən, hüceyrələr bu problemin öhdəsindən gəlməyə öyrəşiblər və anormal zülal birləşmələrini yenidən qatlamaq və ya məhv etmək üçün bir neçə sistem var.

      Şaperonlar belə sistemlərdən biridir. Müvafiq olaraq adlandırılanlar, zülalları qatlama prosesində müşayiət edir, bir zülalın düzgün şəkildə qatlanma şansını artırır və hətta bəzi qatılan zülalların yenidən qatlanmasına imkan verir. Maraqlıdır ki, şaperonlar zülalların özləridir! Şaperonların çox müxtəlif növləri var. Bəziləri xüsusi olaraq bir növ protein qatına kömək edir, digərləri isə daha çox hərəkət edir. Bəzi şaperonlar böyük içi boş kameralara bənzəyir və zülalları digər molekullardan təcrid olunmuş təhlükəsiz yerlə təmin edir, onların bükülməsi üçün. Bir hüceyrə yüksək temperaturla və ya zülalın qatlanmasını çətinləşdirən digər şərtlərlə qarşılaşdıqda bir neçə şaperon istehsalı artır, beləliklə bu şaperonlara ləqəb qazandırır.

      Yanlış bağlanmış zülallara qarşı başqa bir hüceyrə müdafiə xəttinə proteazom deyilir. Səhv şəkildə bağlanmış zülallar hüceyrədə qalarsa, zülalları çeynəyən və onları amin turşularının kiçik parçaları kimi tökən bu maşınla məhv olmaq üçün hədəf alınacaqlar. Proteasom, hüceyrənin daha çox zülal meydana gətirməsi üçün amin turşularını yenidən istifadə etməsinə imkan verən bir təkrar emal mərkəzinə bənzəyir. Proteazomun özü bir zülal deyil, bir çoxu birlikdə fəaliyyət göstərir. Zülallar vacib hüceyrə funksiyaları ilə daha böyük strukturlar yaratmaq üçün tez-tez qarşılıqlı əlaqə qurur. Məsələn, insan spermasının quyruğu, spermanı irəli aparan kompleks bir fırlanan mühərrik yaratmaq üçün birlikdə işləyən bir çox növ zülaldan ibarət bir quruluşdur.

      Zülalların qatlanması və səhv yerləşdirilməsi ilə bağlı gələcək tədqiqatlar:

      Niyə bəzi səhv qatlanmış zülallar şaperonlar və proteazom kimi sistemlərdən yayına bilir? Yapışqan, səhv bağlanmış zülallar yuxarıda sadalanan nörodejenerativ xəstəliklərə necə səbəb ola bilər? Bəzi zülallar digərlərindən daha tez-tez səhv qatlanır? Bu suallar, əsas zülal biologiyasını və zülal qatlanması pisləşdiyi zaman ortaya çıxan xəstəlikləri anlamaq üçün hazırkı araşdırmaların başında gəlir.

      Geniş formalı zülallar dünyası, həyatın mövcud olmasına imkan verən və müxtəlifliyinə (məsələn, göz, dəri, ağciyər və ya ürək hüceyrələri arasındakı fərqlər və növlər arasındakı fərqlər) imkan verən hüceyrələri bəxş edir. Bəlkə də bu səbəbdən “protein ” sözü yunan sözündəndir “protas, ” əsas mənası ”. ”

      –Harvard Orqanizm və Təkamül Biologiyası Departamentinin 4-cü kurs Ph.D tələbəsi Kerry Geiler tərəfindən töhfə


      Videoya baxın: Temre Hastalığı Nedir? Nasıl Tedavi Edilir? (Yanvar 2023).