Γονιδιακή Ρύθμιση: Ο έλεγχος της γονιδιακής έκφρασης Flashcards
(7 cards)
Γιατι ειναι απαραιτητη η υπαρξη και η λειτουργια ενος προγραμματος ρυθμισης της γονιδιακης εκφρασης
Διοτι το προγραμμα αυτο περιεχει τις απαραιτητες οδηγιες για το ειδος και την ποσοτητα των πρωτεινων οι οποιες πρεπει να παραχθουν σε καθε συγκεκριμενη χρονικη στιγμη μεσα στο κυτταρο με βαση τις αναγκες του. Διαφορετικα, αν ολα τα γονιδια δουλευαν με τον ιδιο ρυθμο, ορισμενες πρωτεινες θα παραγονταν σε μεγαλες ποσοτητες και σε αλλες που δεν θα επαρκουσαν.
Σε ποιο επιπεδο γινεται κυριως η ρυθμιση της γονιδιακης εκφρασης στα βακτηρια και που αποσκοπει αυτη
Γινεται στο επιπεδο της μεταγραφης και αποσκοπεί κυρίως στην προσαρμογή του οργανισμού στις εναλλαγές του περιβάλλοντος, έτσι ώστε να εξασφαλίζονται οι καλύτερες συνθήκες για τη βασική λειτουργία του που είναι η αύξηση και η διαίρεση.
Τι ονομαζουμε κυτταρικη διαφοροποιηση και τι περιλαμβανει αυτη
Τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού, σε αντίθεση με τα κύτταρα που ανήκουν σε ένα βακτηριακό στέλεχος και είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους, διαφέρουν στη δομή και στη λειτουργία τους. Η ζωή αρχίζει, όταν ένα γονιμοποιημένο ωάριο διαιρείται με μίτωση και παράγει τρισεκατομμύρια κύτταρα, που έχουν τα ίδια γονίδια. Στα αρχικά στάδια της εμβρυογένεσης τα κύτταρα εξειδικεύονται, για να εκτελέσουν επιμέρους λειτουργίες και η διαδικασία αυτή ονομάζεται κυτταρική διαφοροποίηση.
Γιατι ειναι αναγκαια η τελειοποίηση των συστημάτων ελέγχου και σε ποσα επιπεδα γινεται η ρυθμιση των γονιδιων στους ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ - μονο - οργανισμους
Κάθε κυτταρικός τύπος έχει εξειδικευμένη λειτουργία και πρέπει να υπάρχει πλήρης συντονισμός των λειτουργιών όλων των κυττάρων. Γι’ αυτό, η τελειοποίηση των συστημάτων ελέγχου είναι αναγκαία και λόγω της μεγαλύτερης πολυπλοκότητας των ευκαρυωτικών κυττάρων, αλλά και επειδή πρέπει να ελεγχθεί προσεκτικά η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών. Κατά συνέπεια, η ρύθμιση των γονιδίων στα ευκαρυωτικά κύτταρα γίνεται σε πολλά επίπεδα.
Πως εξηγειται οτι τα τα κυτταρα ενος πολυπλοκου πολυκυτταρου οργανισμου οπως τα νευρικα, τα μυικα, τα ηπατικα κ.α :
α) Εχουν ολα το ιδιο γενετικο υλικο, αρα και τα ιδια γονιδια
β) Διαφερουν ως προς τη μορφη και τη λειτουργια τους
α) Ολα τα διπλοειδη κυταταρα σε εναν πολυκυτταρο οργανισμο εχουν προκυψει με αλλεπαλληλες μιτωτικες διαιρεσεις απο το ζυγωτο (γονιμοποιημενο ωαριο). Επομενως ειναι γενετικα ομοια τοσο μεταξυ τους ,οσο και με το αρχικο (ζυγωτο), αφου το καθενα περιεχει τη μια απο τις δυο πρωην αδελφες χρωματιδες απο καθε χρωμοσωμα, με την πεουποθεση οτι δεν εχουν συμβει μεταλλαξεις.
β) Τα κυτταρα εχουν αναπτυξει μηχανισμους που τους επιτρεπουν να εκφραζουν τη γενετικη τους πληροφορια επιλεκτικα, με τη βοηθεια συγκεκριμενου καθε φορα συνδυασμου μεταγραφικων παραγοντων και ακολουθουν μονο τις οδηγιες που χρειαζονται καθε χρονικη στιγμη. Με τον τροπο αυτο , στα κυτταρα καθε κυτταρικου τυπου συντιθενται καθε χρονικη στιγμη ΚΑΙ διαφορετικα ειδη mRNA , τα οποια μεταφραζονται σε συγκεκριμενες πρωτεινες που τους προσδιδουν τα ιδιαιτερα λειτουργικα και μορφολικα τους χαρακτηριστικα .
Συνεπεια απορρυθμισης των πολυπλοκων μηχανισμων που ελεγχουν τη ρυθμιση της γονιδιακης εκφρασης στα κυτταρα
Η μετατροπη των κυτταρων σε καρκινικα, αφου με την απορρυθμιση των μηχανισμων ελεγχου τα κυτταρα βγαινουν απο το αυστηρο προγραμμα λειτουργιας τους.
Σε ποσα και ποια επιπεδα γινεται η γονιδιακη ρυθμιση στους ευκαρυωτικους οργανισμους
Στα ευκαρυωτικά κύτταρα η γονιδιακή έκφραση ρυθμίζεται σε τέσσερα επίπεδα:
- ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΗΣ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ:
Ένας αριθμός μηχανισμών ελέγχουν ποια γονίδια θα μεταγραφούν ή/και με ποια ταχύτητα θα γίνει η μεταγραφή. To DNA των ευκαρυωτικών κυττάρων δεν οργανώνεται σε οπερόνια αλλά κάθε γονίδιο έχει το δικό του υποκινητή και μεταγράφεται αυτόνομα. Η RNA πολυμεράση λειτουργεί (όπως και στους προκαρυωτικούς οργανισμούς) με τη βοήθεια πρωτεϊνών, που ονομάζονται μεταγραφικοί παράγοντες. Μόνο που στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς οι μεταγραφικοί παράγοντες παρουσιάζουν τεράστια ποικιλία. Κάθε κυτταρικός τύπος περιέχει διαφορετικά είδη μεταγραφικών παραγόντων. Διαφορετικός συνδυασμός μεταγραφικών παραγόντων ρυθμίζει τη μεταγραφή κάθε γονιδίου. Μόνο όταν ο σωστός συνδυασμός των μεταγραφικών παραγόντων προσδεθεί στον υποκινητή ενός γονιδίου, αρχίζει η RNA πολυμεράση τη μεταγραφή ενός γονιδίου.
- ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΕΤΑ ΤΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ :
Περιλαμβάνονται οι μηχανισμοί με τους οποίους γίνεται η ωρίμανση του πρόδρομου mRNA και καθορίζεται η ταχύτητα με την οποία το ώριμο mRNA αφήνει τον πυρήνα και εισέρχεται στο κυτταρόπλασμα.
- ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΗΣ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗΣ :
Ο χρόνος που «ζουν» τα μόρια mRNA στο κυτταρόπλασμα δεν είναι ο ίδιος για όλα τα είδη RNA, επειδή μετά από κάποιο χρονικό διάστημα αποικοδομούνται. Επίσης, ποικίλλει και η ικανότητα πρόσδεσης του mRNA στα ριβοσώματα.
- ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΕΤΑ ΤΗ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ :
Ακόμη και όταν γίνει η πρωτεϊνοσύνθεση και παραχθεί η κατάλληλη πρωτεΐνη, μπορεί να πρέπει να υποστεί τροποποιήσεις, για να γίνει βιολογικά λειτουργική.
