Эукариоттардағы гендер экспрессиясын реттелуі

Эукариоттық геномның  транскрипциясы реттеуші гендердің  немесе жасушалық мембрананың алуан  түрлі арнайы реттеуші молекулаларымен реттеледі. Ол молекулаларға жатады:

 

 

• РНҚ – полимеразалар. РНҚ – полимеразалар ДНҚ молекуласынан а-РНҚ-ның матрицалық синтезін қамтамасыз етеді.
• Эндонуклеазалар – транскрипция процесіне әсер ететін ферменттер. Олар ДНҚ-ға таңба ретінде енгізіліп кейбір полимеразалар үшін инициация сайтының ролін атқарады.
• Топоизомеразалар, геликазалар және басқа белоктар – ДНҚ орамдарын тарқатуға қатысады, ДНҚ-мен әрекеттесе отырып оның үшөрімдік құрылымын өзгертіп транскрипция процесіне әсер етеді.
• ДНҚ – метилаза – транскрипцияны баяулататын фермент, бұл ферменттің антогонистері, керісінше транскрипцияның жүруін жылдамдатады.
• Гистондық ацетилазалар мен диацетилазалар транскрипция жылдамдығына әсер ететін ферменттер
• АТФ жасушадағы энергия көзі, транскрипция қарқындылығына әсер етеді.
• Кальций, магний, иондары хроматиннің құрылымын өзгертіп, гендер активтілігінің өзгеруіне ықпал тигізеді.

 

Трансляциялық бақылау

Гендер экспрессиясын  трансляциялық деңгейде бақылау  прокариоттар мен эукариоттарда түрліше жолдармен іске асырылады, Прокариоттардың көпшілік а-РНҚ-ларының трансляциясы транскрипциямен қатар бір уақытта жүреді.

Трансляциялық бақылаудың іске асырылу жолдары:

1. А-РНҚ-ның өмір сүру ұзақтығының жоғарылауы – информосомалардың немесе жасырын а-РНҚ-ның түзілу арқылы іске асырылады.
2. Белоктар синтезделу жылдамдығының реттелуі транскрипциялық бақылаудың бұл механизмі де жетілген, ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасында байқалады.
3. Мысалы, жібек көбелегінің (Bombyx mori) пілләсі тұзілу процесінде «жібек» безі тек бір ғана белоктың түрін – фиброинды синтездейді

Эукариоттардың қалыпты  жағдайдағы а-РНҚ-сы 3 сағатқа жуық өмір сүреді де соңынан ыдырап кетеді. Ал фибриондық а-РНҚ бірнеше күн  өмір сүріп, сол уақыт аралығында фибрионның 109 молекуласын синтездеп  үлгереді.

Посттранскрипциялық бақылау

Транскрипцияның соңы мен  трансляция басталудың арасындағы кезең  посттранскрипциялық кезең деп  аталады. Онда мына процестер жүреді:

1. А-РНҚ-ға «қалпақтың» («кэп») және «құйрықтың» жалғануы. Бұл процестердің анық мәні толық шешілмеген, бірақ а-РНҚ-ны тануға және оның ядродан цитоплазмаға шығуына жағдай туғызады.
2. Ядролық РНҚ-ның  процессингі кезінде интрондардың қырқылып түсіп, қалған экзондардың сплайсингі жұреді. Құрамына У1, У2, У3, У4,У5,У6 кіші ядролық РНП-лар болады.
3. Ядрода синтезделетін барлық а-РНҚ-ның 5%-ға жуығы цитоплазмаға шықпай ядрода қалады.
4. Түзілген а-РНҚ-ның біраз бөлігі цитоплазмада ыдырап кетеді.

Эукариоттар гендерінің экспрессиялануының реттелу жобасын 1972 жылы Г.П. Георгиев жасаған.

Көп жасушалы ағзалардың ДНҚ молекуласының ұзындығы бір жасушаларға қарағанда әлдеқайда ұзын, бірақ сол ДНҚ молекулясының бәрі бірдей а-РНҚ –ға айналмайды, себебі алғашқы про-а-РНҚ (Гя-РНҚ) түзіліп оның тек азғана бөлігі – 10% ғана, а-РНҚ-ға айналады. Адам геномы 2,9 х 10⁶ нж тұрады десек, одан пайда болған а-РНҚ мөлшері 2 х 10⁸ нж тең. А-РНҚ гендерінің орташа ұзындығы 1800 нж тең десек адам геномында 110000-ға жуық құрылымдық гндер кездеседі (соңғы кездері адам геномындағы гендерінің саны 30000 деп айтылуда).

Эукариотар гендерінің экспрессиялануының реттелу механизмі прокариоттарға ұқсас. Дегенмен, оның кейбір ерекшеліктері де белгілі. Эукариоттар гендері экзон-интрон учаскелерінен тұрады. А-РНҚ пісіп жетілуінде (процессинг, сплайсинг)  интрондар үзіліп түсіп, экзондар бір-бірімен жалғанады. Сол сияқты, эукариоттар жасушасында ДНҚ молекуласы гистонды белоктармен өте тығыз байланысқан, ал бұл көп жағдайларда РНҚ – полимераза ферментінің әсеріне беріле бермейді де а-РНҚ синтезделмейді.

Эукариоттар гендерінің транскрипциялануының инициациясы прокариоттар сияқты промотордан бастиалады. Промотор учаскесіне жақын жерлерде А – Т нуклеотидтері жиі кездесетін ген орналасқан, оның ұзындығы 20-30 нуклеотидтерге тең. Бұл аймақты Гольдберг-Хогнесс боксы немесе «ТАТА...» тізбегі деп атайды. «ТАТА...! тізбегі РНҚ-полимераза ферментімен байланысып транскрипцияның басталу нуктесін анықтайды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Гендер активтілігі  жасушалардың ( ағзалардың ) нақты тіршілік жағдайларына байланысты болып, тұқым  қуалау ақпаратының жүзеге асырылуының  барлық кезеңдерінде түрлі механизмдермен бақыланады.

Генңің әсері немесе активтілігі ағзаның нақты білгісі дамуының соңында көрінеді. Көпшілік гендер барлық жасушаларда тұрақты, үздіксіз қызмет атқарып тіршілікке қажетті, маңызды белоктардың биосинтезін қамтамасыз етеді.

Прокариоттардағы  гендер экспрессиясын реттелу - Белоктың құрылымы және информация құрылымдық гендерде жазылған. Бір хромасоманың бойында қатар орналасқан гендер тіркес гендер деп аталады. Бұл гендердің активтілігі басқа бір реттеуші геннің бақылауында болды. Реттеуші белоктың бақылауына сай белок ферменттері қажет кезде ғана синтезделіп қажетсіз уақытта синтезделмейді. Реттеуші ген құрылымдық геннен қашытықта орналасқан. Реттеуші генде құрылымдық геннің жұмысына кедергі болатын репрессор белогі туралы информация сақталады. Репрессор белогі құрылымдық генге оператор гені арқылы әсер етеді.

Эукариоттардағы гендер экспрессиясын реттелуі - Эукариоттар организмде гендердің реттелу механизмі прокариоттармен салыстырғанда күрделі процесс. Өйткені, эукариоттарда ядро қабығының болуы хромосома санының көп болуы, гендердің өзара әрекеттесуі, оператор гені санының артуы, сондай-ақ құрылымдық гендердің транскрипциясында индуктор ретінде гормондардың және жүйке жүйесінің қатысуы геннің жұмысының реттелуін күрделендіреді. 1972 жылы Григорьев ұсынған схема бойынша әр бір оперон информациясы бар зона құрылымдық гендерден және информациясы жоқ акцепторлық аймақтан тұрады. Эукариот гендерінің экспрессиясы реттелуі 5 кезеңнен жүреді:

1. Гендік кезең
2. Транскрипциялық кезең
3. Посттранскрипция кезең
4. Трансляция кезең
5. Посттрансляциялық кезең

 

Пайдаланған әдебиеттер

 

1. Е. Ө.Қуандықов, С. А. Әбілаев «Медициналық биология және генетика»
2. С. Ж. Стамбеков, В.Л. Петухов «Молекулалық биология»
3. Сәтбай Әбилов «Молекулалық биология және генетика»
4. Е. Ө.Қуандықов, Л. Е. Аманжолова «Молекулалық биология негіздері»