1。転写制御:
* 抑制: これは、リソースを節約する最も効果的な方法です。転写を防ぐことにより、細胞はmRNAと最終的にタンパク質を合成するエネルギーコストを回避します。これは、DNAに結合し、RNAポリメラーゼをブロックするリプレッサータンパク質によって達成できます。
* プロモーター強度: 強力なプロモーターは、転写のレベルが高くなり、弱いプロモーターはより低いレベルにつながります。たまに必要な遺伝子に弱いプロモーターを使用することにより、細胞はエネルギーを節約できます。
2。転写後コントロール:
* mRNA分解: 不安定なmRNA分子は急速に分解され、翻訳とタンパク質の合成を防ぎます。これにより、必要な転写産物のみが翻訳されることが保証されます。
* microRNAS(miRNA): これらの小さなRNA分子は、特定のmRNA配列に結合し、翻訳またはトリガーの分解を阻害する可能性があります。これにより、細胞のニーズに応じて遺伝子発現を微調整できます。
3。翻訳制御:
* 開始因子: これらのタンパク質は、翻訳の開始に不可欠です。それらの可用性を調節することにより、細胞はタンパク質合成速度を制御できます。
4。翻訳後コントロール:
* タンパク質分解: 不必要なタンパク質は、ユビキチン化による分解のためにマークされ、プロテアソームによって分解されます。これにより、不要なタンパク質を維持することでリソースが無駄にならないようにします。
5。酵素活性の調節:
* アロステリック規制: 一部の酵素は、活性部位以外の部位への分子の結合によって調節されています。これにより、アクティビティが変化し、リソースを節約できます。
例:
グルコースが限られている培地で成長している細菌細胞を考えてみましょう。この細胞は、高レベルのグルコース代謝に関与する遺伝子を発現します。ただし、グルコース供給が枯渇した場合、細胞はこれらの遺伝子をダウンレギュレートして資源を節約し、代わりに他の利用可能な炭素源の利用に関与する遺伝子を上方制御します。
要約:
遺伝子発現制御の最もリソースを容認するレベルは、転写を防ぎ、mRNAを分解し、翻訳を阻害し、タンパク質を分解するメカニズムを介した不必要なタンパク質の合成を最小限に抑えることに焦点を当てています。これにより、細胞は必須タンパク質の生産にリソースを割り当て、効率的な細胞機能を維持できます。