تنظیم بیان ژن که کار تحقیقی خانم سحر شمسی بوده است …
دستگاهی پیچیده شامل حدود 50 پروتئین منحصر به فرد وظیفة رونویسی دقیق و قابل تنظیم از ژن های یوکاریوتی را به عهده دارد . RNA پلیمراز (پلیمرازهای I,II,III به ترتیب برای ژن های دستة III, II ,I ) اطلاعات موجود در رشتةه الگوی DNA را به صورت TNA رونویسی می کنند . برای شروع کردن رونویسی از محل صحیح ، این پلیمرازها باید محل خاصی را در پروموتر شناسایی کنند . RNA پلیمرازعای یوکاریوتی بر خلاف یورکایوت ها ، به تنهایی ، ناتوان از تشخیص توالی های پیشبرد از سایر مناطق DNA هستند ، بنابراین پروتئین های دیگر وجود دارند که متصل شده این آنزیم به پروموتر خاص و همچنین تشکیل پیش از شروع را تسهیل می کنند . گروه دیگری از پروتئین ها به نام کمک فعال گرها با تعامل با فعال کننده های رونویسی که به عناصر بالادست DNA اتصال می یابند ، به تنظیم سرعت آغاز رونویسی کمک می کنند .
برخلاف تصورات ابتدایی که TFIID را یک پروتئین واحد فرض می کردند ، شواهد مهم ، منجر به این کشف مهم شدند که TFIID در حقیق کمپلکس متشکل از TBP و هشت TAF است . TAF ها برای این رونویسی تقویت شده با فعال گرها ضروریند . هنوز مشخص نیست که آیا یک شکل TFIID وجود دارد یا چند شکل که در آنها مجموعة TAF های همراه با TBP فوق دارد . این موضوع قابل قبول به پیشبردهای گوناگون متصل شوند، شواهد و بررسی اخیر هم این نکته را تأیید می کنند که این امر ممکن است عامل فعال شدن انتخابی میشهود در پروموترهای مختلف قدرت متفاوت پروموترهای معین باشد . اغلب TAF ها را کمک فعالگر می نامند چون اثر فعالگرها نیاز دارند بنابراین سه گروه فاکتور رونویسی در تنظیم ژن های دستة II نقش دارند : فاکتورهای پایه ، کمک فعال گرها ، فعال گرها سرکوبگر سوالی که اهمیت کلیدی دارد این است که گروه های پروتئینی مذکور برای کنترل محل رونویسی ، چگونه تعامل می کنند .
مناطق کد کنندة DNA که رونوشت آنها در نهایت به شکل یک مولکول واحد mRNA در سیتوپلاسم ظاهر می شود . معمولاً در ژنوم یوکاریوت ها به وسیله توالی هایی از DNA غیر کد کننده کسسته شده اند . بنابراین رونوشت اولیه یا HnRNA شامل توالی هایی از RNA است که باید طی فرایند (پردازشmRNA) برداشته شوند . در جریان این فرایند ، مناطق کدکننده مناسب ، به هم می چسبند و mRNA بالغ را می سازند . به انی توالی ها یا اینترون گفته می شود . حداقل یک اینترون در اکثر توالی های مرتبط با mRNA ها در ژنوم ( و در نتیجه در رونوشت اولیه) وجود دارد . اینترون ها در بیشتر موارد بسیار طولانی تر از مناطق پیوستة کد کننده (اگزون ها) هستند .
اوپرون لاکتوز شامل سه ژن ساختاری کنار هم است . ژن LacZ رمز کنندة گالاکتوزیداز است . گالاکتوزیداز مشتمل بر چهار زیر واحد یکسان است که هر کدام حاوی 1021 اسید آمینه می باشند . ژن LacY پرمه از را رمز می کند که پروتئینی با 275 اسید آمینه بوده و در غشای سلول در انتقال قندها از جمله لاکتوز از خلال غشاء شرکت می کند . ژن LacA ، گالاکتوزید ترانس استیلاز را رمز می کند که آنزیمی 275 اسید آمینه بوده و یک گروه استیل را از استیل CoA به گالاکتوزید منتقل می کند . از بین سه پروتئین فوق ، تنها گالاکتوزیداز در یک مسیر متابلویکی شناخته شده شرکت می کند . پرمه از به لاکتوز کمک می کند تا از عرض غشای سلولی عبور می کند . ترانس استیلاز ممکن است با سم زدایی و واکنش های دفع آنالوک های غیر متابلولیکی گالاکتوزیدها در ارتباط باشد .
اوپرون تریپتوفان شامل پنج ژن ساختمانی است که رمزکننده این سه آنزیم می باشند (2 ژن مسئول دو زیر واحد مختلف از یکی از آنزیم ها هستند) . در قسمت بالا دست این مجموعه ژنی ، پروموتری وجود دارد که رونویسی را آغاز کرده و یک اوئپراتوری نیز وجود دارد که یک پروتئین رپرسور را با یک ژن جداگانه trpR رمز می نماید . رونویسی از اپرون لاکتوز معمولاً در حالت خاموش است (یا مهار شده است) ، مگر این که با یک مولکول فعال کننده کوچک القاء شود . از سویی دیگر اوپرون تریپتوفان همواره فعال بوده و یا مهار از روی آن برداشته شده است ، مگر این که با مولکول کوچکی به نام کمک سد کننده مهار گردد . این مهار کننده درمورد اوپرون تریپتوفان ،خود اسید آمینه تریپتوفان است .
بیوسنتز تریپتوفان هم با میزان ساخت و هم با فعال شدن آنزیم های کاتالیز کننده مسیر تنظیم می شوند . برای مثال آنترانیلات سنتتاز که نخستین مرحله این مسیر را کاتالیز می کند ، شامل دو زیر واحد رمز شده به وسیله ژن های trpE , trpD بوده و فعالیت آنزیمی آن با مهار پس نورد تنظیم می گردد . این یک مسیر کوتاه از تنظیم نخستین مرحله در یک راه متابولیکی است . پریتوفان می تواند به یک جایگاه آلوستریکی روی آنترانیلات سنتتاز متصل گشته و فعالیت آنزیمی آن را مهار کند. بنابراین همان طور که غلظت تریپتوفان افزایش مییابد ، آنترانیلات سنتتاز را مهار می کند و هم چنین تریپتوفان یک کمک سد کننده است و رونویسی اوپرون تریپتوفان را خاموش می کند . مهار پس نورد ، یک روش کنترلی کوتاه مدت با یک اثر فوری بر روی راه متابلولیکی است ، در حالی که بازدارندگی در زمانی طولانی تر رخ می دهد ، اما اثر بیشتری بر روی مهار رونویسی دارد .
منبع تحقیق :
بیوشیمی دولین – مولف : توماس دولین – مترجم : جواد محمد نژاد و رویا شریفی – ویرایش ششم – نوبت چاپ : 1387
