Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Genetyka > Genetyka molekularna 
  Indeks
Genetyka
Historia odkryć . . .
Podstawy genetyki
Genetyka molekularna
Klonowanie genów
Sekwencjonowanie . .
Struktura genu i . . .
Wielkość genomu
Specjalistyczne . . .
Czynniki wpływające
na ekspresję genów
Jak koordynować . .
Jeszcze o ekspresji
Hormony
Rearanżacja DNA
Geny i ewolucja
Świat wirusów i . . .
Inżynieria genetyczna
Słowniczek
  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Język genów autorstwa Paul'a Berg'a i Maxine Singer


  Rearanżacja DNA
 
Rearanżacja DNA
może wpływać na ekspresję genów
 
Z
różnicowana ekspresja genów zależna od rearanżacji DNA jest powszechna w naturze, jednak u poszczególnych organizmów dotyczy bardzo małej liczby genów. Jedna z zaprogramowanych reorganizacji, opisana w rozdziale 8, to składanie genów kodujących białka układu odpornościowego. Przebieg tego procesu zależy od sekwencji DNA w miejscach ulegających rekombinacji, oraz od białek przeprowadzających ten proces. Te specyficzne białka są zakodowane w genomie i ulegają ekspresji w limfocytach B i T. Rearanżacje mają trzy konsekwencje: po pierwsze, prowadzą do powstania kompletnego, funkcjonalnego genu łącząc ze sobą segmenty DNA, które w genomie zarodka występują oddzielnie. Po drugie, pozwalają na wydajną inicjację transkrypcji, dzięki zbliżeniu do siebie niezbędnych elementów regulatorowych. Po trzecie, zapewniają różnorodność fragmentów DNA kodujących immunoglobuliny i umożliwiają powstanie bogatego repertuaru odpowiedzi odpornościowych. Warto pamiętać, że rearanżacje nie zachodzą w komórkach płciowych, przeto każde pokolenie rozpoczyna życie z takimi samymi możliwościami rozwoju układu odpornościowego.
       Innym przykładem regulacji ekspresji genów przez rearanżacje DNA jest sposób, w jaki pierwotniaki Trypanosoma, powodujące u ludzi śpiączkę, a u bydła pokrewne choroby, wymykają się układowi odpornościowemu zakażonych zwierząt. Te małe pierwotniaki mają na swej powierzchni wiele cząsteczek białka. W DNA Trypanosoma istnieje aż 100 nieco różniących się od siebie genów, z których każdy koduje nieco inny wariant białka powierzchniowego. Włączając kolejno różne warianty tego genu, niektóre pierwotniaki potrafią uniknąć zniszczenia przez komórki układu odpornościowego organizmu gospodarza. W pewnym sensie Trypanosoma broni się przed rozpoznaniem, stale zmieniając przebranie.
       Prokarionty także wykorzystują rearanżacje DNA do zmian ekspresji genów. Salmonella potrafi się poruszać (pływać) w środowisku wodnym dzięki rodzajowi rzęsek, wystających z błony komórkowej. Istnieją dwa typy rzęsek w zależności od tego, które z dwóch białek wchodzi w ich skład. O tym, który z dwóch genów ulegnie ekspresji, decyduje orientacja pewnego segmentu DNA o długości około 1000 par zasad. W jednej orientacji segment DNA koduje jedną formę białka rzęski, w drugiej – drugą formę białka. Pozwala to bakterii wymknąć się odpowiedzi odpornościowej zakażonego organizmu na poszczególne formy białka rzęsek. Bakteryjny enzym działający na określone sekwencje DNA na obu końcach segmentu „obraca” segment DNA, za każdym razem przecinając i łącząc potrzebne wiązania.
Zmiana typu płciowego drożdży. Typ płciowy drożdży zależy od tego, który z genów (I czy II) znajduje się w miejscu aktywnym. Zmiana zachodzi wówczas, gdy gen znajdujący się w tym miejscu jest wymieniany na inny
       Komórki drożdży zawierają często tylko po jednym z każdej pary chromosomów homologicznych, podobnie jak komórki płciowe wyższych eukariontów. Takie haploidalne komórki drożdżowe namnażają się przez odpączkowywanie komórek potomnych. Jednakże dwie komórki haploidalne mogą również łączyć się, tworząc diplonty, jeśli mają przeciwne typy koniugacyjne, czyli płciowe. Wiele haploidalnych komórek drożdżowych zmienia w tę i z powrotem swoją płeć. Zależy to od tego, który z dwóch genów determinujących typ koniugacyjny znajduje się w specjalnym miejscu chromosomalnego DNA, na tak zwanej pozycji typu płciowego. Podczas każdego pączkowania komórki zmieniają swą płeć, wymieniając gen w aktywnej pozycji typu płciowego na kopię innego genu typu płciowego. Proces ten przypomina wkładanie jednej z dwóch różnych kaset (kopii genów) w kieszeń magnetofonu kasetowego (pozycja typu płciowego). Zgodnie z tą analogią, w zależności od tego, która kaseta jest w magnetofonie, odtwarzana będzie jedna lub druga taśma. Pamiętajmy, że taśmy w kasetach są kopiami taśmy „matki”. U drożdży oryginalne kopie genów warunkujących typ płciowy są zawsze przechowywane w nietkniętej formie w innych miejscach chromosomu.
       Na ekspresję genów wpływają także inne rodzaje rearanżacji DNA. Czasami, na przykład, w określonym momencie rozwoju, aby pokryć duże zapotrzebowanie na kodowany materiał, tworzone są liczne kopie genu. Biorąc wszystko pod uwagę, mamy wystarczająco wiele przykładów, aby wyciągnąć wniosek, że to, co powiedzieliśmy wcześniej, iż każda komórka złożonego organizmu ma taki sam DNA jak zapłodnione jajo, z którego się wywodzi, jest niezupełnie zgodna z prawdą. Mimo to znakomita większość sklonowanych do tej pory genów i odcinków DNA ma taką samą sekwencję w komórkach płciowych i somatycznych.
góra strony
poprzedni esej następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach