진핵 생물 유전자 발현은 엄격하게 제어되는 과정으로, 올바른 유전자가 적절한 시간과 적절한 양으로 발현되도록한다. 이 조절은 DNA 서열 자체에서 최종 단백질 생성물에 이르기까지 여러 수준에서 발생합니다. 다음은 주요 규제 단계의 고장입니다.
1. 염색질 구조 및 접근성 :
* 염색질 리모델링 : 진핵 생물 중의 DNA는 크로 마틴을 형성하기 위해 히스톤이라는 단백질로 포장된다. 염색질의 구조는 유전자 접근성에 영향을 미칩니다.
* euchromatin : 느슨하게 포장되고 접근 가능한 염색질, 유전자 발현을 허용한다.
* 헤테로 크로 마틴 : 밀접하게 포장하고 접근 할 수없는 염색질, 유전자 발현을 억제합니다.
* 히스톤 변형 : 아세틸 화, 메틸화 및 인산화와 같은 화학적 변형은 염색질 구조를 변화시킬 수있다. 이러한 변형은 유전자 발현을 활성화 시키거나 억제 할 수있다.
2. 전사 조절 :
* 전사 인자 : 유전자 근처의 프로모터 및 인핸서라고하는 DNA 서열에 결합하는 특이 적 단백질, RNA 폴리머 라제의 모집 및 개시 전사를 조절한다.
* 인핸서 및 소음기 : 전사 인자와 상호 작용함으로써 유전자 발현을 각각 증폭 시키거나 억제 할 수있는 DNA 서열.
* 전사 활성화 제 및 억제제 : 전사 인자와 상호 작용하고 염색질 구조를 변형시킴으로써 각각 전사를 향상 또는 억제하는 단백질.
* 대체 스 플라이 싱 : 단일 유전자는 RNA 전 사체의 다른 섹션을 분포시킴으로써 다수의 단백질 생성물을 생성 할 수있다.
3. 전사 후 규제 :
* RNA 처리 : 전사 후, mRNA는 캡핑, 스 플라이 싱 및 폴리아 데 닐화를 겪고, 이들은 모두 안정성 및 번역에 영향을 줄 수있다.
* RNA 안정성 및 분해 : mRNA는 반감기가 다르며, 이들의 안정성은 특정 단백질과 마이크로 RNA에 의해 조절 될 수있다.
* RNA 간섭 (RNAI) : 작은 RNA 분자 (miRNA 및 siRNA)는 특정 mRNA에 결합하여 그들의 번역을 저하 시키거나 억제 할 수 있습니다.
4. 번역 규정 :
* 시작 요인 : mRNA의 5 '캡에 결합하고 리보솜 결합 및 번역 개시를 촉진하는 단백질.
* 번역 억제 자 : mRNA에 결합하고 그의 번역을 억제 할 수있는 단백질.
* 리보솜 결합 부위 (RBS) : 리보솜이 mRNA에 결합하는 서열. RBS 시퀀스의 변화는 번역 효율에 영향을 줄 수 있습니다.
5. 번역 후 규제 :
* 단백질 폴딩 및 변형 : 단백질은 기능적이기 위해 정확한 3 차원 구조로 접어야합니다. 또한 인산화, 글리코 실화 및 유비퀴틴 화와 같은 추가 변형을 겪을 수 있으며, 이는 활성에 영향을 줄 수 있습니다.
* 단백질 분해 : 불필요하거나 손상된 단백질은 프로 테아 좀에 의한 분해를 대상으로하여 적절한 단백질 항상성을 보장합니다.
유전자 발현에 영향을 미치는 요인 :
* 발달 단계 : 유전자 발현 패턴은 개발 전반에 걸쳐 변화하여 세포 분화 및 전문화를 허용합니다.
* 환경 적 요인 : 호르몬, 영양소 및 온도와 같은 외부 자극은 유전자 발현의 변화를 유발할 수 있습니다.
* 세포 신호 전달 경로 : 다른 세포의 신호는 유전자 발현을 변화시키는 일련의 사건을 유발할 수 있습니다.
* 유전자 돌연변이 : DNA 서열의 변화는 유전자 발현을 변화시켜 질병 또는 표현형을 변화시킬 수있다.
유전자 조절의 중요성 :
* 세포 분화 및 전문화 : 다른 세포 유형은 독특한 유전자 세트를 표현하여 특수 기능을 초래합니다.
* 개발과 성장 : 유전자 발현 패턴은 조직 및 기관의 적절한 형성을 보장하기 위해 개발 중에 변화합니다.
* 환경 변화에 대한 적응 : 유전자 발현은 환경 신호에 반응하도록 조정되어 유기체가 다른 조건에서 생존 할 수있게합니다.
* 세포 항상성 유지 : 유전자 조절은 세포 기능 및 생존을 위해 적절한 수준의 단백질 및 다른 분자가 유지되도록 보장합니다.
진핵 생물에서 유전자 조절의 복잡한 메커니즘을 이해하는 것은 유기체가 그들의 환경에 어떻게 발전, 기능 및 반응하는지 이해하는 데 중요합니다. 유전자 발현 조절 조절로부터 발생하는 질병에 대한 요법을 개발하는 것도 필수적이다.
