معلومة

7.18B: مشغل trp - مشغل القامع - علم الأحياء

7.18B: مشغل trp - مشغل القامع - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • اشرح العلاقة بين بنية ووظيفة المشغل والطرق التي تنظم بها المثبطات التعبير الجيني

البكتيريا مثل بكتريا قولونية تحتاج الأحماض الأمينية للبقاء على قيد الحياة. التربتوفان هو أحد هذه الأحماض الأمينية بكتريا قولونية يمكن أن تبتلع من البيئة. بكتريا قولونية يمكنه أيضًا تصنيع التربتوفان باستخدام إنزيمات مشفرة بخمس جينات. هذه الجينات الخمسة متجاورة فيما يسمى أوبرون التربتوفان (trp). إذا كان التربتوفان موجودًا في البيئة ، إذن بكتريا قولونية لا يحتاج إلى توليفها ؛ تم إيقاف تشغيل المفتاح الذي يتحكم في تنشيط الجينات في مشغل trp. ومع ذلك ، عندما يكون توافر التربتوفان منخفضًا ، يتم تشغيل المفتاح الذي يتحكم في الأوبون ، ويبدأ النسخ ، ويتم التعبير عن الجينات ، ويتم تصنيع التربتوفان.

يشار إلى تسلسل الحمض النووي الذي يرمز للبروتينات باسم منطقة الترميز. يتم ترتيب مناطق الترميز الخمس لأنزيمات التخليق الحيوي للتربتوفان بالتتابع على الكروموسوم في الأوبون. مباشرة قبل منطقة الترميز هي موقع بدء النسخ. هذه هي منطقة الحمض النووي التي يرتبط بها بوليميراز الحمض النووي الريبي لبدء النسخ. تسلسل المروج هو المنبع من موقع بدء النسخ. يحتوي كل أوبرون على تسلسل داخل المروج أو بالقرب منه يمكن للبروتينات (المنشطات أو المثبطات) أن ترتبط به وتنظم النسخ.

يتم ترميز تسلسل DNA يسمى تسلسل المشغل بين منطقة المروج وأول جين trp-coding. يحتوي هذا المشغل على كود DNA الذي يمكن أن يرتبط به البروتين المكبِط. عندما يكون التربتوفان موجودًا في الخلية ، يرتبط جزيئين من التربتوفان بضاغط trp ، والذي يغير شكله ليرتبط بمشغل trp. إن ارتباط معقد التربتوفان - المكبّر عند المشغل يمنع فيزيائيًا بوليميراز الحمض النووي الريبي من الارتباط ونسخ جينات المصب.

عندما لا يكون التربتوفان موجودًا في الخلية ، فإن القامع في حد ذاته لا يرتبط بالمشغل ؛ لذلك ، أوبرون نشط ويتم تصنيع التربتوفان. نظرًا لأن البروتين المثبط يرتبط بشكل فعال بالمشغل للحفاظ على إيقاف تشغيل الجينات ، يتم تنظيم عامل trp بشكل سلبي والبروتينات التي ترتبط بالمشغل لإسكات تعبير trp هي منظمات سلبية.

النقاط الرئيسية

  • يتم ترميز تسلسل المشغل بين منطقة المروج وأول جين ترميز trp.
  • يتم قمع مشغل trp عندما تكون مستويات التربتوفان عالية عن طريق ربط بروتين الكابح بتسلسل المشغل عبر أداة ضغط تمنع RNA polymerase من نسخ الجينات المرتبطة بـ trp.
  • يتم تنشيط مشغل trp عندما تكون مستويات التربتوفان منخفضة عن طريق تفكك بروتين القامع إلى تسلسل المشغل الذي يسمح لـ RNA polymerase بنسخ جينات trp في المشغل.

الشروط الاساسية

  • كاظمة: أي بروتين يرتبط بالحمض النووي وبالتالي ينظم التعبير الجيني عن طريق تقليل معدل النسخ
  • أوبرون: وحدة من المادة الوراثية تعمل بطريقة منسقة عن طريق عامل ، ومحفز ، وجينات هيكلية يتم نسخها معًا

Trp Operon

ال trp مشغل بكتريا قولونية يحتوي على خمسة جينات هيكلية رئيسية ترميز جميع المجالات الوظيفية البروتينية السبعة اللازمة لتخليق التربتوفان الحيوي من السلائف العطرية الشائعة ، chorismate. نسخ ملف trp الأوبيرون منظم للغاية. بدء النسخ في trp المروج ينظم بواسطة التربتوفان المنشط trp كاظمة. يمكن للمضخم الارتباط في مواقع المشغل المتعددة الموجودة في منطقة المروج. نسخ الجينات الهيكلية لل trp يتم تنظيم عامل التشغيل أيضًا عن طريق توهين النسخ ، استجابة لتراكم الحمض الريبي النووي النقال غير المشحون. عندما يتراكم هذا الحمض النووي الريبي غير المشحون ، فإنه يؤدي إلى توقف الريبوسوم أثناء محاولة الترجمة لمنطقة تشفير الببتيد القائد. يؤدي هذا إلى تكوين بنية مضادة للـ RNA تمنع تكوين بنية فاصل الحمض النووي الريبي (RNA). يسمح غياب الهيكل النهائي للبوليميراز بمواصلة النسخ في الجينات الهيكلية للأوبون. عندما تكون هناك مستويات كافية من tRNA Trp المشحون في الخلية ، يكمل الريبوسوم الذي يترجم منطقة تشفير الببتيد القائد تخليق الببتيد القائد ، مما يسمح لهيكل فاصل الحمض النووي الريبي بالتشكل ، وإنهاء النسخ.


7.18B: مشغل trp - مشغل القامع - علم الأحياء

يسمح Lac Operon للبكتيريا بتكسير اللاكتوز أيضًا. لكن هذه الجينات لا تنشط إلا عند وجود اللاكتوز.

  • 3 جينات: Lac Z و Lac Y و Lac A
  • عندما يتم التعبير عن هذه الجينات الثلاثة سوف تترجم إلى بروتينات ، والتي تكسر اللاتوز.

Bellow هو رسم متحرك لـ Lac Operon ،

أضف اللاكتوز عندما تكون جاهزًا

ملاحظة: هناك خطوة مفقودة ، من أجل البساطة ، تخطيت خطوة تحويل الرنا المرسال إلى بروتينات.

كما ترون من الرسم المتحرك أعلاه ، عند عدم إضافة اللاكتوز ، يظل جزيء Repressor مرتبطًا بالمشغل. منع بوليميراز الحمض النووي الريبي من الالتصاق.

ومع ذلك ، عندما يضاف اللاكتوز فإنه يعلق على المكبر ، ويغير شكله. ينطلق المانع ، مما يسمح لبوليميراز الحمض النووي الريبي بقراءة الجينات الثلاثة ، لاك Z ، لاك Y ، ولاك أ.

تنتج البروتينات تفكك اللاكتوز حتى يتبقى منه شيء. وبمجرد عدم وجود المزيد من اللاكتوز ، يتصل المكبِط بالمشغل ، مما يمنع وليميراز الحمض النووي الريبي من ربط الجينات وقراءتها.

هذا مثال على التحكم الإيجابي.

غالبية ما نعرفه عن تنظيم الجينات يأتي من البكتيريا. قبل أن نبدأ ، هناك بعض الاختلافات بين أنظمة تنظيم الجينات Pro و Eukaryotic. الفرق الرئيسي هو أن بدائيات النوى ، مثل البكتيريا ، لها عامل وضاغط.

مثال على قدرة الكائنات الحية على إيقاف تشغيل الجينات وتشغيلها ، هو Trp Operon في البكتيريا.

يسمح Trp Operon للبكتيريا أيضًا بإنتاج التربتوفان (حمض أميني) في حالة عدم وجود أي منها في بيئتها. ليس لدى البشر القدرة على تخليق التربتوفان. وبالتالي فهو حمض أميني أساسي. بمعنى أننا يجب أن نحصل عليه من نظامنا الغذائي.

يختلف Trp Operon عن Lac Operon بطريقتين.

  • أولاً ، هناك 5 جينات ، بدلاً من 3
  • Trp A و Trp B و Trp C و Trp D و Trp E.
  • Second Lac Operon هو عنصر تحكم إيجابي ، بينما Trp Operon هو عنصر تحكم سلبي.
  • لاحظ الرسوم المتحركة أدناه.

هذا جزء من الحمض النووي ، يقع بعد المروج مباشرة. العمل كمفتاح تشغيل وإيقاف لنسخ الجينات.

يرتبط هذا الجزيء بإعداد المشغل في وضع إيقاف التشغيل.

أثناء توصيل القامع بالمشغل فإنه يمنع بوليميراز الحمض النووي الريبي من الالتصاق.

سيكون للبكتيريا نوعان من الضوابط. الضوابط الإيجابية والسلبية. كلاهما يحتاج إلى عامل وضاغط ، لكن يتفاعلان بشكل مختلف حسب بيئتهما.

يتم شرح ذلك بشكل أفضل من خلال الرسوم المتحركة أدناه.

كما ترون في الرسم المتحرك أعلاه ، عند وجود التربتوفان ، يتم تغيير المكبِط ليلائم المشغل ، مما يمنع بوليميريز الحمض النووي الريبي من الالتصاق.

عندما يكون التريبتوفان منخفض العرض ، يغير المكبِط الشكل ، وينفصل عن المشغل مما يسمح لـ RNA polymerase بقراءة الجين. هذه الجينات تصنع التربتوفان.


الفصل 19: التحكم في التعبير الجيني: كيف تلعب البطاقات الخاصة بك هو الملخص

امتحان 3 & # 8211 التحكم في التعبير الجيني
اترك التقييم الأول
دراسة
لعب
معززات
أ) البروتينات الموجودة بجوار المحفزات
ب) المواقع البعيدة حيث ترتبط البروتينات التنظيمية
ج) معجل التقاط بوليميراز الحمض النووي الريبي
د) البروتينات التي ترتبط مع المكثفات وتعطلها
ه) شكل بكتيري من المحفزات
ب) المواقع البعيدة حيث ترتبط البروتينات التنظيمية
عندما يكون التربتوفان موجودًا في الوسط ، يتم إيقاف نسخ الجينات المنتجة للتربتوفان في الإشريكية القولونية بواسطة مثبط يرتبط بـ
أ) TRP القامع
ب) trp operon
ج) المروج TRP
د) مشغل trp
ه) trp بوليميراز
د) مشغل trp
1/10

انشأ من قبل
Anamaria_Astudillo
المفاهيم الرئيسية:
Rna Polymerase يربط بـ
البيئة
الجين الهيكلي
الشروط في هذه المجموعة (10)

إبداعي
معززات
أ) البروتينات الموجودة بجوار المحفزات
ب) المواقع البعيدة حيث ترتبط البروتينات التنظيمية
ج) معجل التقاط بوليميراز الحمض النووي الريبي
د) البروتينات التي ترتبط مع المكثفات وتعطلها
ه) شكل بكتيري من المحفزات
ب) المواقع البعيدة حيث ترتبط البروتينات التنظيمية

عندما يكون التربتوفان موجودًا في الوسط ، يتم إيقاف نسخ الجينات المنتجة للتربتوفان في الإشريكية القولونية بواسطة مثبط يرتبط بـ
أ) TRP القامع
ب) trp operon
ج) المروج TRP
د) مشغل trp
ه) trp بوليميراز
د) مشغل trp

عندما يكون التربتوفان موجودًا بكثرة في بيئة الإشريكية القولونية ، فإن التربتوفان يرتبط بـ
أ) trp operon
ب) TRP المروج
ج) trp عامل
د) TRP القامع
ه) trp بوليميراز
د) TRP القامع

في وظيفة lac operon في E. coli ، يتم نسخ جينات lac في وجود اللاكتوز بسبب
أ) يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي بالمشغل
ب) لا يستطيع المكبّر الارتباط بالمُروّج
ج) يرتبط أيزومر من اللاكتوز بالقمع
د) لا يرتبط CAP بالمشغل
هـ) عدم وجود معسكر
ج) يرتبط أيزومر اللاكتوز بالقمع

دور مثيلة الحمض النووي
أ) تنظيم نسخ الحمض النووي.
ب) تنظيم نسخ الحمض النووي.
ج) منع الطفرات
د) لا علاقة لها بنسخ الجينات
ب) تنظيم نسخ الحمض النووي

تستطيع الإشريكية القولونية استخدام أطعمة أخرى غير الجلوكوز في حالة عدم توفر الجلوكوز ، لأن انخفاض مستويات الجلوكوز يؤدي إلى زيادة
مخيم
ب) CAP
ج) اللاكتاز
د) أوبرا جلو
ه) الحمض الريبي النووي النقال
أ) cAMPX

في حالة عدم وجود الجلوكوز ، يمكن للإشريكية القولونية استيراد اللاكتوز لتغييره إلى جلوكوز وجلاكتوز لأن CAP يرتبط بـ
مخيم
ب) الحمض النووي
ج) lac operon
د) عامل التشغيل
ه) القامع
ب) الحمض النووي

ما هو ليس جزء من lac operon؟
أ) القامع
ب) بروتين منشط
ج) عامل التشغيل
د) المروج
ه) الجين البنيوي
ب) بروتين منشط

في مشغل يحدث موقع المنطقة التنظيمية __ الجينات الهيكلية.
أ) بعد
ب) داخل
ج) من قبل
ج) من قبل

تسمى البروتينات التي تمنع مرور بوليميراز الحمض النووي الريبي:
أ) الاوبرونات
ب) المنشطات
ج) المكابس
د) المعززات
هـ) المروجين
ج) المكابس

إبداعي
ما هي الأنواع الثلاثة لتنظيم الجينات في الخلايا البكتيرية؟ في أي موقع في & # 8220central dogma & # 8221 التخطيطي يتصرفون بناءً عليه؟
النسخ بين DNA و mRNA ، والترجمة بين mRNA والبروتين ، وبعد الترجمة بين البروتين والبروتين المنشط.

من بين أنواع التنظيم الثلاثة ، ما هي أكثر أنواع التنظيم كفاءة في استخدام الطاقة؟ (أي ينفق أقل قدر من الطاقة)
نسخي لأنه يوقف الخلية في مرحلة مبكرة.

من بين ثلاثة أنواع من التنظيم ، ما هو الأكثر كفاءة من حيث السرعة؟
بعد الترجمة لأنه يشبه مفتاح التشغيل / الإيقاف وقد تم تصنيع البروتين بالفعل.

أكمل البيان. يسمح تنظيم التعبير الجيني للكائنات الحية بالاستجابة لها _ _ _
التغييرات في البيئة

يمكن للإشريكية القولونية استخدام مجموعة متنوعة من السكريات لصنع ATP. أيهما مفضل ولماذا؟
الجلوكوز & # 8211 & gt مركب بدء لتحلل السكر

متى تتحول الإشريكية القولونية إلى استخدام اللاكتوز بدلاً من الجلوكوز؟
إذا كان الجلوكوز غائبا

ما هو المحرض؟
شيء يؤدي إلى نسخ جين معين

ما هو المحفز في تركيب الإشريكية القولونية للإنزيم الذي يكسر اللاكتوز؟
اللاكتوز نفسه

ما هو الضبط السلبي / التنظيم؟
عندما يرتبط بروتين تنظيمي يسمى القامع بالحمض النووي ويوقف النسخ

ما هو التحكم الإيجابي؟
عندما يرتبط بروتين تنظيمي يسمى المنشط بالحمض النووي ويؤدي إلى النسخ

هل المنشطات والمثبطات متواليات من الحمض النووي أو البروتينات؟
البروتينات

ما هو المتحور التأسيسي؟
خلية متحولة تنتج منتجًا معينًا في جميع الأوقات (بدون تنظيم / استجابة للبيئة)

ما هو الاوبرون؟
وحدة من الحمض النووي تحتوي على مجموعة من الجينات التي ينظمها نفس العامل التنظيمي الفردي.

ما الذي يحتويه الاوبرون بعيدًا عن مجموعة الجينات؟
المروج والمشغل والجينات.

في الأوبرون ، هل للجينات المختلفة محفزات مختلفة؟
لا ، تعمل المجموعة الجينية كجينة واحدة كبيرة مع محفز واحد

كيف يقوم اللاكتوز & # 8220 بتشغيل & # 8221 نسخ الإنزيم لتحطيم اللاكتوز؟ ما الذي يرتبط به وماذا يحدث عندما يحدث؟
يرتبط بالقمع المرتبط بالحمض النووي. ثم يغير المكبِط الشكل ويسقط من الحمض النووي.

ما هو جزء من الحمض النووي الذي يعلق عليه القامع؟
المشغل

ما هو المشغل؟ (DNA ، بروتين ، إلخ)
تسلسل الحمض النووي

ما هو استبعاد المحرض وكيف يعمل الجلوكوز كمستبعد للمحفز؟
استبعاد المحرض = عندما يتم منع المحرض من تنشيط الجين
يمنع الجلوكوز نقل اللاكتوز إلى مثبط أوبرون اللاكتوز.

ما هي لائحة الجينات العالمية؟
التنظيم المنسق للعديد من الجينات

ما هو النظام وكيف يكون مثالاً على التنظيم الجيني العالمي؟
التنظيم هو مجموعة من الجينات أو العوامل المختلفة التي تحتوي على نفس التسلسلات التنظيمية ويتم التحكم فيها بواسطة نفس النوع من البروتين التنظيمي ... تنظم العديد من الجينات / العوامل في وقت واحد.


7.18B: مشغل trp - مشغل القامع - علم الأحياء

للوصول غير المحدود إلى Homework Help ، يلزم اشتراك Homework +.

1) نسبة السكر المخفض في: -
أ) الموز غير الناضج = 0.5
ب) الموز الناضج = 1.3
ج) الموز الناضج = 3

2) نسبة النشا في: -
أ) الموز غير الناضج = 25
ب) الموز الناضج = 15
ج) الموز الناضج = 4

3) نسبة السكر المخفض في: -
أ) موز غير ناضج مجمد = 0.6
ب) موز مبرد غير ناضج = 0.9
ج) الموز بدرجة حرارة الغرفة غير الناضجة = 1.9
د) الموز غير الناضج المقابل للموز الناضج في درجة حرارة الغرفة = 3.4

أسئلة:-
1) لماذا تتزايد قيم السكريات المختزلة في مراحل نضج الموز (غير ناضج ، ناضج ، مفرط النضج) بينما يتناقص محتوى النشا في كل منها؟

2) كيف تؤثر درجات الحرارة على قيمة تقليل سكر الموز غير الناضج؟ ولماذا يكون لوضع الموز الناضج بجوار الموز غير الناضج تأثيرًا ملحوظًا على نضج الموز؟

افترض أن الخسائر الناجمة عن الحريق وعدم إعادة استثمار العائدات أدت إلى الانكماش الفعلي للشركة. ناقش ما إذا كانت الصفقة ستعتبر تصفية جزئية والأسباب المؤهلة أو غير المؤهلة

المتجهان A و B لهما مقادير متساوية 44.0. إذا كان مجموع A و B هو المتجه 10.5 j (رأس) ، حدد الزاوية بين A و B. (لم أستطع كتابة إشارات المتجهات أعلى A و B لكنها متجهات)

الجزء 1: ما هي العبارة التي لا ترتبط بالتحفيز التساهمي بواسطة الإنزيمات؟

أ) لا تتضمن أبدًا الإنزيمات المساعدة ب) تتشكل رابطة تساهمية عابرة بين الإنزيم والركيزة

ج) عند اكتمال التفاعل ، يعود الإنزيم إلى حالته الأصلية D) يتم تكوين مسار جديد من الركيزة (الركائز) إلى المنتج (المنتجات) أسرع من التفاعل غير المحفز.

الجزء 2: ما هي العبارة الخاطئة بالنسبة للمثبط التنافسي؟

أ) لا يغير Vmax B) a '= 1.0 C) إنه لا رجوع فيه D) غالبًا ما يشبه من الناحية الهيكلية الركيزة

الجزء 3: أي عبارة عن الإنزيمات خاطئة؟

أ) ينتج قدر كبير من طاقتها التحفيزية عن ارتباط الركيزة (الركائز) من خلال التفاعلات الضعيفة. ب) أنها تخفض طاقة التنشيط للتفاعل. ج) يغيرون الديناميكا الحرارية الكلية للتفاعل. د) تزيد من معدلات التفاعلات بمقدار 10 ^ 5 أضعاف إلى 10 ^ 17 ضعفًا.

صف بالتفصيل تجربة لاختبار ما إذا كان الحمض النووي الريبي مطلوبًا لتخليق البروتين. ضع خطًا تحت المصطلحات التالية في إجابتك: محلول الخلية ، والريبونوكلياز ، في المختبر ، وتنقية البروتين. ارسم شكلاً واحداً يدعم إجابتك

الرجاء مساعدتي في تحديد أي تطبيق يمثل تطبيقًا لتكنولوجيا الحمض النووي المترابط أو يمكن استخدامه في أحد التطبيقات. إذا كان لا يمثل تطبيقًا ، فاكتب "لا"

كما يمكنك من فضلك إعطاء القليل من الفهم لماذا

عندما تنتج الشركة مستوى من الإنتاج في دالة الإنتاج

أ. الناتج المادي الهامشي هو صفر.

ب. يتم تحقيق أقصى قدر من الكفاءة.

ج. تكلفة الفرصة للموارد بحد أقصى.

أزاسيرين هو نظير هيكلي للجلوتامين. وهو مثبط تنافسي للعديد من الإنزيمات التي تستخدم الجلوتامين كركائز. ما هي ثلاثة منتجات التخليق الحيوي التي تتوقع أن يثبطها الأزاسيرين. هل تعتقد أن تناول الآزاسرين سيكون قاتلاً على الفور؟ لما و لما لا؟


5 'منطقة غير مترجمة

5-UTR هي منطقة غالبًا ما يتم تجاهلها من أجل هندسة التعبير الجيني. في حين أن العديد من الأدوات المعمول بها تمكن من التصميم العقلاني لـ 5-UTRs ، مثل RBS Calculator (Salis وآخرون. ، 2009) ومصمم UTR (Seo وآخرون. ، 2013) ، فإن عددًا كبيرًا من الدراسات إما يفشل في اعتبار 5-UTR كمنطقة وظيفية فريدة ، أو يعتبرها ببساطة جزءًا من منطقة المروج (Decoene وآخرون. ، 2018 نيجس وآخرون، 2020). في هذه المراجعة ، نريد تسليط الضوء على أهمية 5 UTR لأنه يؤثر على كل من عمليات النسخ والترجمة في البكتيريا. أثناء بدء الترجمة ، ترتبط الريبوسومات بـ mRNA وتبني آلية الترجمة جنبًا إلى جنب مع العديد من البروتينات الملحقة. يمكن أن ترتبط الريبوسومات بتسلسل Shine-Dalgarno (SD) الموجود داخل الجزء 5 UTR من mRNA من خلال الاقتران الأساسي التكميلي لـ 16S rRNA (الشكل 1). هناك العديد من الدراسات في الأدبيات التي تشير بشكل خاطئ إلى 5 ′ UTR بالكامل كموقع ربط الريبوسوم (RBS) ، وهو مصطلح مرادف لتسلسل SD كما هو محدد في تسلسل الأنطولوجيا (مستعرض MISO Sequence Ontology Browser). يؤثر معدل الربط وقوة آلية الترجمة بـ 5 UTR على عدد المرات التي سيتم فيها ترجمة النص. تتأثر معدلات الترجمة بتكوين وخصائص تسلسل 5-UTR ، والتي يمكن تعديلها لتعديل التعبير الجيني كما سنوضح في القسم الفرعي التالي.

دور 5 ′ UTRs في النص والترجمة

تشير العديد من الدراسات إلى أهمية تكوين تسلسل 5-UTR على وفرة النصوص ومعدلات الترجمة. دراسات بيرج وآخرون. (2009) ولو وآخرون. (2012) تشير إلى أن الطفرات النقطية داخل 5-UTR لا تؤدي فقط إلى تغييرات في معدلات الترجمة ولكنها تؤثر أيضًا على وفرة النص ، وربما من خلال إنشاء نص أكثر استقرارًا. علاوة على ذلك ، لو وآخرون. أبلغ (2020) مؤخرًا عن مفهوم UTR مزدوج جديد يستفيد من الدور المتنوع 5-UTRs في كل من النسخ والعمليات الترجمة. في دراستهم ، فإن الطفرات في 5 ′ UTR في بكتريا قولونية نتج عن متغيرات 5 UTR التي يمكن تصنيفها إلى مجموعتين بناءً على ملفات تعريف التعبير المتميزة: 5 ′ UTRs تؤدي إلى زيادة الترجمة (مجموعة Tn) و 5 UTRs مما يؤدي إلى زيادة نسخ الجين المراسل (مجموعة Tr). تم بعد ذلك دمج UTRs المفردة 5-UTR من المجموعتين في UTR مزدوج ، يتألف من اثنين من 5-UTRs وتسلسل الحمض النووي الفاصل بينهما. يؤدي UTR المزدوج إلى اكتشاف تأثير تآزري ينتج عنه زيادة التعبير عن الجين المراسل. ومن ثم أثبتت المجموعة أنه يمكن استخدام UTRs المزدوجة للتحكم في كل من النسخ والترجمة لجين المراسل. أفادوا أيضًا أنه من الضروري وضع 5 UTR للمجموعتين المختلفتين بالترتيب الصحيح للاستفادة من التأثير التآزري الملحوظ حيث انخفض التعبير عن الجين المراسل عند ترتيب 5 UTR في UTR المزدوج كان Tn-Tr. تسلط تأثيرات التآزر والتآزر هذه الضوء على الدورين المميزين اللذين تلعبهما 5-UTRs في التعبير الجيني البكتيري ، مما يؤثر على عمليات الترجمة والنسخ. كما يسلط الضوء على كيفية تأثير تكوين RES والبنية على التعبير الجيني.

يحتوي UTR 5 على منطقة مكتوبة في البداية (ITS ، الشكل 1) ، والتي تؤثر على هروب المروج لـ RNAp (Heyduk and Heyduk ، 2018). لدراسة كيفية تأثير النيوكليوتيدات المختلفة في مواضع مختلفة على هروب مروج RNAp ، أنشأ Heyduk و Heyduk مكتبة من متغيرات ITS ، والتي غطت ما يصل إلى 144 ضعفًا في حركية هروب المروج. أثرت أول 10 نيوكليوتيدات من ITS على التعبير الجيني أكثر من غيرها ، وتتطلب A في الموضع +1. كتجربة متابعة ، تم استبدال أول 10 نيوكليوتيدات من ITS لمروجين مختلفين بتسلسل اصطناعي عشوائي بالكامل. كشف استبدال أول 10 نيوكليوتيدات من ITS بكل تركيبة نيوكليوتيد ممكنة ، في تركيبها ، أن الموضع +2 من ITS يتطلب نيوكليوتيدات معينة تعتمد على المروج. علاوة على ذلك ، زادت أزواج النيوكليوتيدات من GG و GA داخل ITS من سرعة الهروب ، ومحتوى T العالي المرتبط بالهروب البطيء ، وتحديداً في مزيج (T / C) G. شوهدت تأثيرات مماثلة أيضًا في دراسة تبحث في تأثير تركيبة نيوكليوتيدات ITS على نطاق الجينوم. يبدو أن هروب المروج قد أعاقه تسلسل النيوكليوتيدات ITS الغنية التي يمكن أن تحفز النسخ المجهض (عملية نسخ تكرارية غير منتجة تحدث في معظم المروجين مما يؤدي إلى نسخ قصيرة بطريقة تعتمد على القالب) (Imashimizu وآخرون., 2020 ).

هدف آخر لتحسين التعبير الجيني هو التقاطع بين المروج و 5 ′ UTR و 5 ′ UTR و CDS. المطلق وآخرون. (2013 أ) أن هذه الوصلات تؤثر على التعبير الجيني وأنه يمكن تحسينها واستخدامها لتنظيم مستويات التعبير الجيني. كما تم دعم أهمية تحسين الوصلات للتعبير الجيني من خلال دراسة قام بها ميرزاده وآخرون. (2015). استخدمت المجموعة بادئات متدهورة لتوزيع النيوكليوتيدات الستة بشكل عشوائي على المنبع من كودون البدء وتبادل الكودونات 2 و 3 مع جميع الكودونات المترادفة الممكنة. أدى تغيير النيوكليوتيدات في 5 ′ UTR و CDS لاحقًا إلى اختلافات في مستويات التعبير الجيني بعدة أوامر من حيث الحجم.

تشير النتائج المذكورة أعلاه إلى أن العديد من هياكل / وظائف المروج تتداخل داخل 5 ′ UTR (Mutalik وآخرون. ، 2013b) (الشكل 1) ، على الرغم من أن بعض النتائج قد تنبع من المروجين المشروحين بشكل غير صحيح و 5 UTRs (Lou وآخرون. ، 2012). بشكل عام ، فإن التحكم في التعبير الجيني ودراسته من خلال منطقة 5-UTR يمثل إمكانات كبيرة (Ameruoso وآخرون، 2019) كما سيتم تسليط الضوء عليه في القسم الفرعي التالي.

تعديل التعبير الجيني من خلال 5 ′ UTRs

يمكن استخدام الطرق التي تستهدف 5 ′ UTR لتغيير التعبير الجيني عن طريق: مزج اثنين أو أكثر من UTRs مختلفة 5 مما يجعل الهجينة من المتواليات التي يمكن أن ترتبط بها الريبوسومات (Isaacs) وآخرون. ، 2004) تحوير 5 UTR (Huang وآخرون. ، 2006) أو استبدال أجزاء من الزخارف المحفوظة أو مناطق المباعدة بتسلسلات اصطناعية (شبه) (Min. وآخرون. ، 1988 Zhelyabovskaya وآخرون. ، 2004 تشانغ وآخرون. ، 2015 بوند وآخرون. ، 2016 Oesterle وآخرون. ، 2017 شي وآخرون. ، 2018) (الشكل 2). على سبيل المثال ، في دراسة أجراها هوانغ وآخرون. (2006) ، مستويات إنتاج البروتين بكتريا قولونية تم تحسين الفوسفاتاز القلوي عن طريق التحور العشوائي لـ 5 ′ UTR. تم زيادة نشاط الفوسفاتيز القلوي بمقدار سبعة أضعاف مقارنة بالمستويات التي تم الوصول إليها مع النوع البري 5 ′ UTR. تمت دراسة الطفرات بشكل منفصل ، وخلص إلى أن تسلسل SD قد تأثر بخطوة الطفرات ، مما خلق عزرًا أقوى على ما يبدو. بشكل ملحوظ ، عندما درست المجموعة الطفرات الفردية ، وجدوا أن التأثيرات الإضافية للطفرات الفردية لم تكن كافية لتفسير الزيادة السبعة ، مما يشير إلى تنظيم أكثر تعقيدًا للتعبير الجيني من خلال 5-UTR من إضافة بسيطة للعوامل.

عند تعديل التعبير الجيني لمسارات التمثيل الغذائي ، هناك حاجة للتحكم في التعبير عن جينات متعددة ، على سبيل المثال ، في الأوبرا. غالبًا ما تستخدم الطريقة الهجينة في تجميع المسارات. على سبيل المثال ، Pfleger وآخرون. (2006) استخدم الطريقة الهجينة لتجميع مسار التمثيل الغذائي ، موازنة التعبير الجيني عن طريق التحكم في المناطق بين الجينات في أوبرون من خلال استخدام دبابيس الشعر. نشأت دبابيس الشعر من مكتبة المناطق الجينية القابلة للضبط (TIGRs) ، والتي تم إدخالها في المنطقة الجينية من الأوبرا. دبابيس الشعر بين الجينات هذه تتحكم بعد النسخ في التعبير عن الجينات المختلفة في الأوبون ، مما يدل على أن الهجين 5 UTRs يمكن استخدامه لضبط التعبير من مسار التمثيل الغذائي. يعتبر ما يسمى بالطفرات الذهبية (Püllmann وآخرون. ، 2019). يجمع نهج تجميع المسار هذا بين تجميع المسار الهجين والطفرات ، وبالتالي الجمع بين طريقتين مختلفتين للعشوائية في طريقة واحدة.

يمكن استخدام UTRs الهجينة والمطفرة (شبه) الاصطناعية 5 لدراسة البيولوجيا الأساسية للتعبير الجيني

كما هو موضح أعلاه ، يمكن استخدام الطرق التي تستخدم نهجًا عشوائيًا لتعديل التعبير الجيني لأغراض إنتاج البروتين. بالإضافة إلى ذلك ، تعد هذه الأساليب مفيدة أيضًا لدراسة الآلية الأساسية لتنظيم التعبير الجيني. على سبيل المثال ، في عام 1985 Whitehorn وآخرون. (1985) استخدم الطريقة الهجينة لإظهار أن طول المباعد بين تسلسل SD وكودون البدء يؤثر على مستويات التعبير الجيني للإنترفيرون بيتا البشري في بكتريا قولونية. وجدت المجموعة أيضًا أن تغيرات النوكليوتيدات المفردة في منطقة المباعد لها تأثيرات دراماتيكية ، مما أدى إلى زيادة تراكم إنترفيرون بيتا البشري إلى حوالي 15 ٪ من إجمالي كتلة الخلية. هولمكفيست وآخرون. (2013) درس كيف الطفرات في 5 ′ UTR من CSGG سيؤثر الجين رابطة الدول المستقلة- و عبر- تنظيم الجين. ال CSGG يتم تنظيم mRNA بواسطة ما لا يقل عن أربعة جزيئات RNA صغيرة (sRNA) تقوم بقمع الترجمة عن طريق الارتباط بمناطق حلقة جذعية محددة من 5 UTR. أدى إدخال طفرات عشوائية في منطقة الحلقة الجذعية إلى منع ارتباط الحمض النووي الريبي ، وبالتالي أدى إلى زيادة التعبير ، مما يدل على أنه يمكن أيضًا استخدام الطفرات العشوائية للتنظيم عبر-تأثيرات.

تعتمد مناهج التصميم العقلاني بشكل عام على استخدام الزخارف المحفوظة المعروفة لإدخال تغييرات في متواليات النيوكليوتيدات. ومع ذلك ، فإن العناصر المحفوظة ليست ضرورية دائمًا لدفع التعبير الجيني. على سبيل المثال ، كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن تسلسل SD ضروري لربط الريبوسوم بـ mRNA في جميع بدائيات النوى لأنه تم العثور على الحافز بشكل كبير عندما تم وصفه لأول مرة في بكتريا قولونية (شاين ودالغارنو ، 1974). تحتوي الوحدة الفرعية للريبوسوم 16S rRNA على تسلسل مضاد لـ SD محفوظ في نهايته 3′ والذي يُعتقد أنه ضروري لتوظيف الريبوسوم في mRNA استنادًا إلى الارتباط التكميلي لهاتين التسلسلين (Steitz and Jakes ، 1975) ، مما يدعم الفكرة من الترجمة المعتمدة على تسلسل SD. ومع ذلك ، فقد ثبت منذ ذلك الحين أن تسلسل SD تم حفظه جزئيًا فقط في الأنواع البكتيرية الأخرى ، وبعض الأنواع تفتقر ببساطة إلى تسلسل SD لما يصل إلى 88 ٪ من جيناتها (Chang وآخرون. ، 2006 ناكاجاوا وآخرون. ، 2017). قد تعبر الكائنات الحية المختلفة أيضًا عن جينات من mRNAs المزعومة التي تفتقر إلى 5 ′ UTR تمامًا (Zheng وآخرون. ، 2011). دراسة فارجو وآخرون. (1998) تفيد بأنه يمكن التعبير عن العديد من الجينات بنجاح في كل من بكتريا قولونية وفي البلاستيدات الخضراء كلاميدوموناس رينهاردتي (طحلب أخضر وحيد الخلية) بعد إزالة متواليات SD ، مما يشير إلى وجود آليات ترجمة مستقلة عن SD. وجدت دراسة أخرى أن الريبوسومات ذات تسلسل 16S-anti-SD الخلل لا يزال بإمكانها الارتباط لبدء الكودونات (Saito et al. ، 2020). علاوة على ذلك ، قد تفشل أشكال SD القوية في التغلب على نماذج SD الأضعف من خلال الارتباط بالريبوسومات بقوة وبالتالي تؤدي إلى توقيف متعدية (Komarova وآخرون., 2005 ).

يلعب الهيكل الثانوي لـ mRNA حول كودون البداية دورًا مهمًا في التنظيم الترجمي (Kudla وآخرون. ، 2009 Chiaruttini and Guillier ، 2020). يعتبر بدء الترجمة خطوة محدودة لمعدل الترجمة (Hersch وآخرون. ، 2014) لذلك ، عندما يتم منع الريبوسومات من الارتباط بـ mRNA ، فإنه يؤثر على معدلات الترجمة بشكل كبير (Duval وآخرون، 2015 Gualerzi and Pon ، 2015). يمكن منع الريبوسومات من الارتباط بـ mRNA من خلال الهياكل الثانوية القوية لـ mRNA. لقد ثبت أن بناء mRNA لهياكل ثانوية أضعف يرتبط بمعدلات ترجمة أعلى (de Smit and van Duin ، 1994a). تحدث الهياكل الثانوية الضعيفة بشكل متكرر في mRNA المستمدة من المناطق الغنية بـ A / T في الجينوم (Kudla وآخرون. ، 2009 Allert وآخرون. ، 2010) ، بينما قد تبني mRNAs الغنية بـ GC هياكل ثانوية أكثر استقرارًا. وبالتالي ، يمكن تصميم 5-UTRs لبناء هياكل ثانوية ضعيفة حول كودون البدء لزيادة معدلات الترجمة. ومع ذلك ، يبدو أن الهياكل الثانوية القوية الغنية بالـ GC فقط تمنع الريبوسومات من الارتباط بـ mRNA في حالة عدم وجود عزر SD (Sterk وآخرون. ، 2018). من الممكن أن تكون أشكال SD التي يمكن الوصول إليها موازنة للهياكل الثانوية لـ mRNA التي من شأنها أن تمنع ارتباط الريبوسوم (de Smit and van Duin، 1994b Ma وآخرون. ، 2002). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمناطق غير المنظمة في نهاية 5′ من الرنا المرسال تسهيل ربط الريبوسوم. يمكن تحميل الريبوسومات على mRNA من خلال الارتباط غير المحدد للوحدة الفرعية 30S بموقع "الاستعداد". يمكن أن ينتقل الريبوسوم بعد ذلك من موقع الاستعداد إلى كودون البدء (de Smit and van Duin، 2003 Sterk وآخرون., 2018 ).

في حين أن هياكل mRNA الثانوية القوية تؤدي إلى زيادة عمر النصف للـ mRNA ، فإن الهياكل الثانوية الضعيفة تؤدي إلى نصف عمر قصير للـ mRNA (Bervoets and Charlier ، 2019). من المتناقض إلى حد ما أن هياكل mRNA الأضعف وبالتالي قصيرة العمر قد ثبت أنها ترتبط بمستويات الترجمة العالية. ومن ثم ، فإن كيفية تنظيم الترجمة على مستوى mRNA لم يتم فهمها بالكامل بعد. بشكل عام ، تؤثر العديد من العوامل المختلفة على مستويات الترجمة ، مثل وجود تسلسلات معينة أو نيوكليوتيدات في مواقع مختلفة (اعتماد السياق) (Wu وآخرون. ، 2018) ، والتباعد بين الزخارف وقوة الهياكل الثانوية mRNA (Mortimer وآخرون، 2014 Chiaruttini and Guillier ، 2020).


الحشائش والأخاديد والجداول والأنهار والروافد كلها ناتجة عن

يؤدي التعرية المائية إلى تحريك المياه إلى أسفل ، وخلال هذه العملية ، تتشكل أشكال مختلفة من الأرض. بعضها عبارة عن جداول ، وأخاديد ، وجداول ، وأنهار ، وروافد ، وشلالات ، وسهول فيضية ، ومتعرجة ، وبحيرات ، إلخ.

لأنهم جميعًا يتعاملون مع شكل من أشكال الماء

التفسير: تتشكل كل هذه المسطحات المائية عندما تتدفق المياه من الأعلى ، مثل من تل أو جبل أو أسفل الوادي ، إلخ. في هذه المناطق المرتفعة ، يتسبب ذوبان الجليد في تدفق تيارات صغيرة من المياه إلى أسفل. تتشكل أيضًا عندما تتحد المسطحات المائية الصغيرة لتشكل أجسامًا أكبر. على سبيل المثال ، التيار هو قناة يتدفق فيها الماء باستمرار إلى أسفل منحدر. على عكس الأخاديد ، نادراً ما تجف الجداول. تسمى الجداول الصغيرة أيضًا الجداول أو الجداول. عندما تتدفق التيارات معًا ، فإنها تشكل أجسامًا أكبر وأكبر من المياه المتدفقة. غالبًا ما يُطلق على تيار كبير اسم نهر


د) TRP القامع

ردود الفعل: في بكتيريا E. Coli ، مجموعة من خمسة جينات ترمز للإنزيمات اللازمة لتخليق الحمض الأميني التربتوفان. يتم نسخ جميع الجينات الخمسة معًا كوحدة تسمى أوبرون.

المشغل عبارة عن مجموعة من الجينات التي تخضع لسيطرة موقع مشغل واحد. يمكن لبروتين تنظيمي يسمى المكبِط أن يرتبط بموقع المشغل ويمنع النسخ. عندما تفتقر إلى typrophan في البيئة ، يكون القامع غير نشط.

يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي بموقع المروج ثم ينتقل إلى الحمض النووي ، وينسخ جينات إنزيمات التخليق الحيوي للتربتوفان.

عندما يكون التربتوفان موجودًا في البيئة ، لم يعد الكائن الحي بحاجة إلى صنع التربتوفان. يرتبط التربتوفان بالقمع وينشطه.

يرتبط المانع المنشط الآن بالمشغل ، الموجود مع محفز التربتوفان ويمنع النسخ.

مثبط التربتوفان هو بروتين تنظيمي حلزوني بدوره. عندما يكون التربتوفان غائبًا عن البيئة ، يكون المكبِط في شكل غير نشط ولا يمكنه الارتباط بالحمض النووي لمنع النسخ.

عندما يكون التربتوفان وفيرًا ، يرتبط جزيئين من التربتوفان بالمانع.

هذا يغير اتجاه الأشكال اللولبية الحلزونية في المكبِط ويتسبب في احتواء حلزونات التعرف عليها في الأخاديد الرئيسية المجاورة للحمض النووي.

وهكذا يحدث تخليق التربتوفان عند الحاجة إليه ، ولكن يتم كبته عندما يكون التربتوفان متاحًا.



تعليقات:

  1. Cinnard

    رسالة قيمة إلى حد ما

  2. Laurence

    قبالة كتفيك! من مفرش المائدة الطريق! هذا أفضل!

  3. Vigal

    ليس للجميع.



اكتب رسالة