Nem-gének fordítása speciális fehérjék speciális szabályozása
A Hox-gének meghatározzák az állat testének rendjét. Nagyon fontos, hogy a megfelelő mennyiségben, a helyes helyen és az embrionális fejlődés megfelelő pillanatában fejezzék ki őket - egyébként az egész szervezetre vonatkozó rendszert megzavarják. Kiderült, hogy ezeknél a géneknél van egy olyan speciális szabályozás a fordításban, amely lehetővé teszi, hogy az egyik fajta fehérje elkülönüljön a többiektől. Az mRNS-re olyan IRES-szerű helyek találhatók, amelyek a fordítást kiválthatják. Ebben az esetben kikapcsolják ezeknek a fehérjéknek a kap-függő fordítását.
A Nox-gének fontos tanulási célt jelentenek
A Hox gének egy nagy család génjei, amelyek meghatározzák a testszerkezet mintáját multicelluláris organizmusokban. Szabályozzák a testek által kódolt fehérjék kifejlődését, amelyek biztosítják a szervek és szövetek megfelelő kialakulását [1]. Nehéz túlbecsülni az eloszlást, mert szinte mindegyik többsejtű. Ők irányítják a gerincesek fejlődését, beleértve az embereket [1]. A hatásuk alatt mind a legyek szárnyai, mind pedig az emlősök peremei kialakulnak [2]. Még a növények virágai is megjelennek az ilyen génekben kódolt fehérjék miatt [3]. Így a Hox-gének munkája határozza meg a test szerkezetét.
Azonban a Nox gének expresszió szabályozásának mechanizmusa magától értetődő. Egyértelmű, hogy ez a folyamat nagyon összetett és többlépcsős, nem kódoló RNS-t tartalmaz [4]. Továbbá a kromatinszerkezet fontos a Nox gének helyén a DNS-en [4]. A gének maguk a kromoszómákon helyezkednek el, ezért szigorú, következetes aktiválásuk szükséges ahhoz, hogy a test megfelelően formálódjon.
Nemrégiben a tudósok felfedezték a szabályozás egy másik szakaszát - közvetlenül a No-génekben kódolt fehérjék szintézisének kezdete előtt (a fordítás megkezdésekor) [5].
A fordítás megkezdése eltérõ
Tehát a sejt genetikai anyagát DNS-ben kódolják. A DNS-sel egy meghatározott RNS-típus olvasható, és RNS-sel - egy fehérjével. Ezt az RNS-t mátrix-RNS-nek nevezik, eukariótákban határozott struktúrájú [6]. Ez egy lineáris molekula, vagyis 2 vége van, amelyeket 5'- és 3'-végeknek neveznek. Az 5'-végén van egy speciális szerkezet - sapka. Meg kell kezdeni a fehérje szintézisét az RNS mátrixon, mivel vonzza a fehérjegyárat - a riboszómát.
Ez történik velünk, de nem vírusokkal. Pontosabban, nem minden vírus. Egyesek más struktúrákkal rendelkeznek az RNS-ben, amelyek fehérjeszintézist indítanak - az IRES-t. Így kiderül, hogy az emlős RNS néha olyan struktúrákat tár fel, amelyek hasonlóak az IRES-vírusokhoz. Ebben az esetben a sapka is jelen van. Két riboszómát vonzó jelet kaptunk. Ez az érdekes jelenség gyakran fontos biológiai jelentéssel bír. Például, a stressz alatt a fordítás függőleges iniciációját elnyomják [7, 8]. De bizonyos fehérjéket szintetizálni kell és stresszt kell alkalmazni. Ez az, amikor a sejt az IRES-t használja. És hogy egy ilyen vegyes rendszer normális, nem sokkoló körülmények között működik, nagy rejtély. A sejtes IRES nem hasonlít egymáshoz [9]. a test fejlődésében betöltött szerepe nem egyértelmű. A Nox-gének szabályozását vizsgáló kutatók megpróbálták megtalálni a választ erre a kérdésre [10].
A moxa Hox gének IRES vírusokkal rendelkeznek?
Érdekes, hogy egyes Nox-gének mRNS-ében feltételezik az IRES-t. És ez az IRES vonzza a riboszómát és kiváltja a fehérjék szintézisét. Az első kísérleti bizonyíték már bemutatásra került e hipotézis mellett [10]. A tudósok egy másik speciális szabályozó elemet is felfedeztek - a transzláció gátló elemet (TIE), amely blokkolja a sapkától függő fehérje szintézist [11]. A blokkoló elem megjelenése megmagyarázza, miért, egy kupakszerkezet jelenlétében. és az IRES csak az IRES-nél működik.
Miért jobb az IRES, mint egy sapka?
Az RNS azon részének fontossága, ahol a javasolt IRES található, ebben az esetben kísérletileg megerősítették. Kimutatták, hogy ha az egyik egér Noxes mutálódik. az IRES törlésével az egér rendellenesen alakul ki (lásd az 1. ábrát).
1. ábra. Patkányok az egerek csontvázának kifejlesztésében, az 5'-nem transzlatált régióban a Hox-gének - Noha9 egyikében. A tudósok olyan egérsorozatot vontak le, amelyben az IRES megsérült az egyik No-génben. Az ilyen egerek rendellenesen fejlődnek ki. A vázszerkezet zavarja őket: például nincsenek elég bordák (fekete nyilak jelzik a hiányzó bordákat). Más patológiákat is megfigyelnek. A [11] kép.
Javasolt, hogy a nagyon fontos fehérjék, amelyeket a No-gének kódolnak. Az IRES jobb, mint a sapka. Ez annak a ténynek tudható be, hogy az összes mRNS sapka szerkezete ugyanaz. Az IRES pedig más. Vagyis a test szerkezetét meghatározó fehérjékhez egyedi megközelítésre van szükségünk. Még a szintézis kezdete is fontos szabályozási lépés, és minden ilyen fehérjére egyedinek kell lennie.
Fogalmak szójegyzéke:
- Az IRES (Internal Ribosome Entry Site) egy belső riboszóma leszállóhely.
- A Hox-gének olyan gének családjai, amelyek kódolják a szervek és szövetek kialakulását szabályozó transzkripciós faktorokat a test fejlődésében.
- A törlés egy DNS-molekula töredékének eltávolítása.
- Cap-7-metil-guanozin szerkezete a mátrix RNS 5'-végén.
- A riboszóma egy RNS-ből és fehérjékből álló komplex, amely a fehérje aminosavból történő előállítását szolgálja egy adott mátrix szerint a mátrix-RNS (mRNS) által szolgáltatott genetikai információ alapján.
- Fordítás - fehérje szintézise az RNS mátrixon.
- Kromoszóma - egy DNS-ből és fehérjékből álló struktúra, amely egy eukarióta sejt magjában helyezkedik el. A genetikai információ tárolására, megvalósítására és átadására szolgál.
- Az eukarióták élő szervezetek, amelyek sejtjei magokat tartalmaznak.