[ تعرٌف على ] تنظيم التعبير الجيني # اخر تحديث اليوم 2024-05-01

تم النشر اليوم 2024-05-01 | تنظيم التعبير الجيني

التنظيم من قبل الرنا

يمكن أن يكون الحمض النووي الريبوزي (الرنا) منظمًا مهمًا للنشاط الجيني، عن طريق الرنا الميكروي أو الرنا المضاد للدلالة أو الرنا غير المُشفر الطويل. يختلف الرنا غير المشفر الطويل عن الرنا الميكروي بأن لكل منهما مواقع ووظائف تحت خلوية نوعية. اكتشف جزيئات الرنا في البداية ضمن النواة وفي الكروماتين، وتبين أن مواقعها ووظائفها متنوعة. يبقى بعضها في الكروماتين حيث يتفاعل مع البروتينات. أما الرنا غير المشفر الطويل فيؤثر على التعبير الجيني في الاضطرابات العصبية مثل داء باركنسون وداء هنتنغتون وداء ألزهايمر، أما البقية، مثل، الناسخات غير المشفِرة الغنية بالبيريميدين، فتلعب دورًا في سرطان الرئة. وبالنظر إلى دورها في المرض، فإن جزيئات الرنا غير المشفِر الطويل واسمات حيوية محتملة قد تكون مفيدة إذا استخدمت باعتبارها هدفًا للأدوية أو العلاج الجيني، على الرغم من عدم وجود أدوية مرخصة تستهدفها حتى الآن. لا يُعرف العدد الدقيق للرنا غير المشفر الطويل في الجينوم البشري، وتتراوح التقديرات المتوفرة من 16,000 إلى 100,000 جين.

تنظيم النسخ

يتحكم تنظيم النسخ بتوقيت حدوث النسخ وكمية الرنا المتشكلة. يمكن تنظيم نسخ الجين من خلال إنزيم بوليميراز الرنا عبر آليات متعددة. تغير عوامل التحديد نوعية بوليميراز الرنا لمحفز ما أو لمجموعة من المحفزات لتجعله أكثر أو أقل قدرة على الارتباط بها (العوامل سيغما المستخدمة في النسخ في طليعيات النوى). ترتبط الكابحات بالمُشغّل، وتشفّر تتاليات سلسة الدنا لتصبح أقرب إلى منطقة المحفز أو متداخلة معها، فتعيق تقدم بوليميراز الرنا وبالتالي التعبير عن الجين. تضع عوامل النسخ العامة بوليميراز الرنا في بداية التسلسل المشفر للبروتين ثم تطلق البوليميراز لنسخ الرنا الرسول. تعزز المنشطات التفاعل بين بوليميراز الرنا ومحفز معين، وتدعم التعبير عن الجين. تفعل المنشطات ذلك من خلال زيادة جذب بوليميراز الرنا للمحفز، من خلال التفاعلات مع الوحدات الفرعية لبوليميراز الرنا أو بشكل غير مباشر عن طريق تغيير بنية الدنا. المعززات مواقع على حلزون الدنا ترتبط بالمنشطات من أجل إغلاق حلقة الدنا وجلب محفز معين إلى مُعقّد البدء. المعززات أكثر شيوعًا في حقيقيات النوى مقارنة بطليعيات النوى، إذ توجد أمثلة قليلة في طليعيات النوى. الكاتمات هي مناطق من تسلسل الدنا، يمكنها عندما ترتبط بعوامل نسخ معينة أن تُسكت التعبير عن الجين.

المراحل التي يتم فيها التنظيم الجيني

يمكن التحكم في أي مرحلة من التعبير الجيني، من نسخ الدنا إلى رنا إلى تعديل ما بعد الترجمة للبروتين. هذه قائمة بالمراحل التي يتم فيها تنظيم التعبير الجيني، والمرحلة التي يتم فيها التنظيم بشكل كبير جدا هي بدء الترجمة:
نطاقات الكروماتين
النسخ
تعديل ما بعد النسخ
نقل الرنا
الترجمة
تفكيك الرنا الرسول

شرح مبسط

تنظيم التعبير الجيني أو التنظيم الجيني (بالإنجليزية: Regulation of gene expression)‏ هو مجموعة متنوعة من الآليات المستخدمة من قبل الخلايا لزيادة أو إنقاص نواتج جينية محددة (بروتين أو رنا). توجد أنظمة تعبير جيني متطورة في علم الأحياء ذات أهداف متعددة كتحفيز مسارات النماء، الاستجابة لمنبهات بيئية أو التأقلم مع مصادر غذاء جديدة. عمليا يمكن التحكم في أي مرحلة من التعبير الجيني، ابتداء من بدء الترجمة مرورا بمعالجة الرنا وانتهاء بتعديل ما بعد الترجمة. غالبا ما يتحكم منظم جين واحدٍ في منظم آخر -وهكذا- مشكلين شبكة تنظيم جينية.