Genregulerend

Een regulerend gen is een gen dat de activiteit van een operon in een cel regelt. Een operon is een groep genen die samenwerken om een ​​specifieke functie uit te voeren. Regulerende genen zijn verantwoordelijk voor het controleren van de activiteit van operons, waardoor de cel zijn functioneren kan reguleren afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.

Regelaars van operonactiviteit kunnen zowel positief als negatief zijn. Positieve genen verhogen de activiteit van operons, en negatieve genen verminderen hun activiteit. Regelaars kunnen ook genexpressie veranderen, wat de productie van eiwitten en andere moleculen beïnvloedt die nodig zijn voor de celfunctie.

Regulerende genen spelen een belangrijke rol bij de regulatie van het celmetabolisme, de immuniteit, de ontwikkeling en andere processen. Ze kunnen ook de weerstand van de cel tegen verschillende omgevingsfactoren beïnvloeden, zoals temperatuur, druk, zuurgraad, enz.

In bacteriën kunnen regulerende genen bijvoorbeeld de productie controleren van enzymen die voedingsstoffen zoals koolhydraten en eiwitten afbreken. In eukaryote cellen controleren regulerende genen de expressie van genen voor de synthese van eiwitten die betrokken zijn bij verschillende processen zoals groei, ontwikkeling, voortplanting, enz.

Invoering

Een regulerend gen is een van de belangrijke elementen van het genetische systeem van het lichaam, dat de activiteit van het operon controleert en biochemische processen in de cel reguleert. Een gen is een stukje DNA dat bestaat uit drie paar nucleotiden die coderen voor specifieke eiwitten. Deze eiwitten vervullen verschillende functies, waaronder regulering van operonactiviteit en eiwitsynthese. Als een regulerend gen niet goed functioneert, kan dit leiden tot verstoring van biochemische processen in de cel en pathologie. In dit artikel zullen we de rol van regulerende genen bij het reguleren van de activiteit van operongenen beschouwen, en ook de kenmerken van het werkingsmechanisme van deze genen bespreken.

Hoofd materiaal

Regulerende genen zijn genen die de werking van een operongen controleren. Operons zijn DNA-sequenties die bestaan ​​uit verschillende promoters en regulerende genen die zich in dezelfde regio van het genoom bevinden. Promoters zijn stukjes DNA die aan het begin van de transcriptie worden herkend door RNA-polymerase (het enzym dat verantwoordelijk is voor de synthese van mRNA). Regulerende genen bevinden zich in de buurt van promoters en fungeren als sleutels om mRNA-transcriptie te starten of te stoppen.

Regulerende genen reguleren de activiteit van operons door de synthese van mRNA of de verwerking van mRNA te controleren, gevolgd door vertaling in eiwit. Ze kunnen op verschillende manieren werken, zoals het activeren of remmen van genexpressie. Er zijn verschillende soorten regulerende genen. In het bacteriële genoom zijn er bijvoorbeeld regulerende mechanismen als repressor, operator, versterker en site-resolvers. Repressors zijn specifieke moleculen die zich binden aan een deel van het DNA (operator) dat zich in de buurt van de genen van de operongroep bevindt. De operator fungeert als een ‘slot’ dat de route voor transcriptie sluit of opent als reactie op de aan- of afwezigheid van een repressor.

Site-resolvers zijn genen die hun expressie kunnen veranderen afhankelijk van de aan- of afwezigheid van bepaalde moleculen. Het hitteschokgen kan bijvoorbeeld worden ingeschakeld als de lichaamstemperatuur een bepaald niveau bereikt, en ook andere genen uitschakelen bij blootstelling aan lage temperaturen. Het proces van geninductie wordt door de operator zelf geregeld. Het past zich aan bepaalde omgevingsomstandigheden aan en controleert de processen van genregulatie op het niveau van het operonnetwerk. Geninductie verwijst naar de beginfase van expressie. In dit stadium wordt meestal een specifiek operon geactiveerd.

Genremming speelt ook een belangrijke rol bij het reguleren van genexpressie in cellen. Het kan worden veroorzaakt door feedback, waarbij genproducten hun eigen expressie beïnvloeden. Het is ook mogelijk dat genen met elkaar interageren, waaronder mogelijk cyclische en cascaderegulatiemechanismen. In dit geval kunnen genregulatoren de activiteit van hun partner blokkeren, waardoor een cascade van gebeurtenissen ontstaat. Het resultaat van deze interacties is een verandering in de translationele activiteit van een bepaald operon, die gepaard gaat met veranderingen in de expressie van grote groepen functioneel verwante genen. Dit kan leiden tot veranderingen in de snelheid van enzymatische reacties, de expressie van verschillende eiwitten, of een vertraging of toename van het aantal transacterende transcriptiefactoren.

Operon-genen

Processen die door regulerende genen worden gecontroleerd, lijken sindsdien complexer dan het simpelweg aan- of uitzetten van een bepaald gen