Regulasi ekspresi gen mengacu pada kontrol jumlah dan waktu penampilan dari produk gen fungsional. Pengendalian ekspresi sangat penting untuk memungkinkan sel untuk menghasilkan produk gen yang dibutuhkan saat dibutuhkan mereka, pada gilirannya ini memberikan sel-sel fleksibilitas untuk beradaptasi dengan lingkungan variabel, sinyal eksternal, kerusakan sel, dll Beberapa contoh sederhana di mana ekspresi gen yang penting adalah:

Kontrol ekspresi insulin sehingga memberikan sinyal untuk regulasi glukosa darah Inaktivasi kromosom X pada mamalia betina untuk mencegah sebuah "overdosis" dari

gen yang dikandungnya. Tingkat ekspresi cyclin mengendalikan perkembangan melalui siklus sel eukariotik

Lebih umum regulasi gen memberikan kontrol sel atas semua struktur dan fungsi, dan merupakan dasar untuk diferensiasi selular, morfogenesis dan fleksibilitas dan adaptasi dari organisme.

Setiap langkah ekspresi gen dapat dimodulasi, dari langkah DNA-RNA transkripsi untuk modifikasi pasca-translasi protein. Stabilitas produk gen akhir, apakah itu adalah RNA atau protein, juga memberikan kontribusi terhadap tingkat ekspresi gen - sebuah hasil produk yang tidak stabil dalam tingkat ekspresi yang rendah. Secara umum ekspresi gen diatur melalui perubahan dalam jumlah dan jenis interaksi antara molekul yang secara kolektif mempengaruhi transkripsi DNA dan translasi RNA.

Transkripsi regulasi

Peraturan transkripsi dapat dibagi ke dalam tiga rute utama dari pengaruh; genetik (interaksi langsung dari faktor kontrol dengan gen), modulasi (interaksi dari faktor kontrol dengan mesin transkripsi) dan epigenetik (non-urutan perubahan dalam struktur DNA yang mempengaruhi transkripsi).

Interaksi langsung dengan DNA adalah metode paling sederhana dan paling langsung protein dapat mengubah tingkat transkripsi dan gen sering memiliki situs beberapa protein yang mengikat seluruh wilayah coding dengan fungsi spesifik mengatur transkripsi. Ada banyak kelas situs DNA peraturan mengikat dikenal sebagai peningkat, isolator, represor dan peredam suara. Mekanisme untuk mengatur transkripsi sangat bervariasi, dari memblokir situs mengikat kunci pada DNA polimerase RNA bertindak sebagai suatu aktivator dan mempromosikan transkripsi dengan membantu mengikat RNA polimerase.

Aktivitas faktor transkripsi lebih lanjut dimodulasi oleh sinyal-sinyal intraseluler menyebabkan protein modifikasi pasca-translasi termasuk terfosforilasi, asetat, atau glikosilasi. Perubahan ini mempengaruhi kemampuan faktor transkripsi untuk mengikat, secara langsung atau tidak langsung, untuk DNA promotor, untuk merekrut RNA polimerase, atau untuk mendukung pemanjangan molekul RNA yang baru synthetized.

Membran nuklir di eukariota memungkinkan pengaturan lebih lanjut faktor transkripsi oleh durasi kehadiran mereka dalam inti yang diatur oleh perubahan reversibel dalam struktur mereka dan dengan mengikat protein lainnya. Rangsangan lingkungan atau sinyal endokrin dapat menyebabkan modifikasi dari protein regulasi memunculkan air terjun sinyal intraseluler, yang mengakibatkan dalam regulasi ekspresi gen.

Lebih baru-baru ini telah menjadi jelas bahwa ada pengaruh yang sangat besar non-DNA-urutan efek khusus pada terjemahan. Efek ini disebut sebagai epigenetik dan melibatkan struktur tatanan yang lebih tinggi DNA, protein non-urutan DNA spesifik mengikat dan modifikasi kimia DNA. Secara umum efek epigenetik mengubah aksesibilitas DNA untuk protein sehingga memodulasi transkripsi.

Metilasi DNA adalah mekanisme luas bagi pengaruh epigenetik pada ekspresi gen dan terlihat pada bakteri dan eukariota dan memiliki peran dalam transkripsi dan diwariskan membungkam regulaton transkripsi. Pada eukariota struktur kromatin, dikendalikan oleh kode histon, mengatur akses ke DNA dengan dampak signifikan terhadap ekspresi gen dalam euchromatin dan daerah heterochromatin.

Pasca-transkripsi regulasi

Pada eukariota, dimana ekspor RNA diperlukan sebelum terjemahan adalah mungkin, ekspor nuklir diperkirakan untuk memberikan kontrol tambahan atas ekspresi gen. Semua transportasi di dan keluar dari inti adalah melalui pori nuklir dan transportasi dikendalikan oleh berbagai importin dan exportin protein.

Ekspresi gen coding untuk protein hanya mungkin jika messenger RNA membawa kode bertahan hidup cukup lama untuk diterjemahkan. Dalam sel yang khas sebuah molekul RNA hanya stabil jika khusus dilindungi dari degradasi. Degradasi RNA memiliki kepentingan tertentu dalam regulasi ekspresi dalam sel eukariotik mana mRNA telah melakukan perjalanan jarak yang signifikan sebelum diterjemahkan. Pada eukariota RNA tertentu distabilkan oleh modifikasi pasca-transkripsi, terutama tutup 5 'dan poli-adenylated ekor.

Disengaja degradasi mRNA digunakan tidak hanya sebagai mekanisme pertahanan dari RNA asing (biasanya dari virus), tetapi juga sebagai rute mRNA destabilisasi''''. Jika molekul mRNA memiliki urutan komplementer RNA campur kecil maka sasaran perusakan melalui jalur interferensi RNA.

Translasi regulasi

Peraturan langsung dari terjemahan ini lebih menonjol dibandingkan kontrol stabilitas mRNA transkripsi atau tetapi kadang-kadang digunakan. Inhbition dari translasi protein adalah target utama untuk racun dan antibiotik untuk membunuh sel dengan menimpa gen normal mengendalikan ekspresi. Protein inhibitor sintesis termasuk antibiotik neomisin dan racun risin.

Protein degradasi

Setelah selesai sintesis protein tingkat ekspresi protein yang dapat dikurangi dengan degradasi protein. Ada jalur utama degradasi protein dalam semua prokariota dan eukariota yang proteasome adalah komponen umum. Sebuah protein yang tidak diperlukan atau rusak sering diberi label untuk degradasi oleh penambahan ubiquitin.

Bacaan lebih lanjut

Apa Ekspresi Gen?

Ekspresi gen Mekanisme Ekspresi gen Pengukuran Ekspresi gen Sistem Ekspresi gen Teknik

Artikel ini berlisensi di bawah Lisensi Creative Commons Attribution-ShareAlike . Ini menggunakan bahan dari artikel Wikipedia pada " ekspresi gen "Semua bahan yang digunakan diadaptasi dari Wikipedia tersedia di bawah persyaratan Lisensi Creative Commons Attribution-ShareAlike . Wikipedia ® itu sendiri adalah merek dagang terdaftar dari Wikimedia Foundation, Inc