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原核生物および真核細胞は、特定の遺伝子をオンまたはオフにするために何を使用しますか?

原核生物細胞と真核生物細胞の両方が、遺伝子発現を制御するためにさまざまなメカニズムを使用しますが、さまざまな戦略と複雑さのレベルがあります。

原核生物:

* オペロン: 原核生物はしばしばオペロンに遺伝子を組織し、単一のプロモーターの制御下で複数の遺伝子が一緒に転写されます。これにより、機能的に関連する遺伝子の調整された調節が可能になります。

* 転写調節: 彼らは、プロモーターの近くで特定のDNA配列(演算子)に結合する調節タンパク質(リプレッサーと活性化因子)を利用します。

* リプレッサー: 演算子に結合し、RNAポリメラーゼをブロックします。遺伝子の転写をブロックします。

* アクティベーター: オペレーターに結合し、RNAポリメラーゼの結合を強化し、転写を増加させます。

* 小さなRNA(SRNA): これらの分子は、mRNA転写産物に結合し、翻訳を促進または阻害する可能性があります。

真核生物:

* クロマチン構造: 真核生物DNAはクロマチンにしっかりとパッケージ化されており、これは遺伝子発現に影響を与える可能性があります。

* ヘテロクロマチン: タイトに詰め込まれたクロマチン、一般的に不活性。

* euchromatin: ゆるく詰め込まれたクロマチン、一般的に活性。

* 転写調節:

* 転写因子: 特定のDNA配列に結合し、転写速度に影響を与える多数のタンパク質。

* エンハンサーとサイレンサー: 転写に影響を与えるために、転写因子と相互作用する遺伝子から遠く離れて配置できるDNA配列。

* 転写後調節: 転写後、mRNA分子を処理および修正して、安定性、翻訳、局在化を制御できます。

* RNAスプライシング: イントロンはpre-mRNAから除去され、同じ遺伝子から異なるタンパク質アイソフォームを生成します。

* mRNA分解: mRNAは、遺伝子発現を調節するために酵素によって分解される可能性があります。

* 翻訳後調節: タンパク質合成後、タンパク質を変更して活性を制御できます。

* タンパク質リン酸化: リン酸基を追加すると、タンパク質機能を活性化または阻害できます。

* タンパク質分解: 不必要または損傷したタンパク質は、プロテアソームによって分解される可能性があります。

重要な違い:

* オペロン: オペロンは原核生物では一般的ですが、真核生物ではまれです。

* クロマチン構造: 真核生物は、遺伝子調節に重要な役割を果たすより複雑なクロマチン構造を持っています。

* 転写の複雑さ: 真核生物の転写調節は、より複雑であり、膨大な数の転写因子と調節要素を伴います。

* 転写後調節: 真核生物は、RNAスプライシングやmRNA分解を含む、より多くの転写後コントロールを持っています。

全体として、原核生物と真核生物の両方がメカニズムの組み合わせを使用して遺伝子発現を制御し、環境条件の変化と細胞機能の維持への適応を可能にします。ただし、調節メカニズムの複雑さと多様性は、真核生物では著しく大きくなっています。

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