Gen ifadesi
Gen ifadesi, DNA baz çiftleri dizisi olan bir gendeki kalıtsal bilginin protein veya RNA gibi işlevsel bir gen ürününe dönüştürüldüğü süreçtir. Temel fikir, DNA'nın RNA'ya kopyalanması ve bunun da proteinlere çevrilmesidir. Proteinler, bir hücre veya organizmadaki yapıların çoğunu ve tüm enzimleri oluşturur.
Gen ifadesi sürecindeki birkaç adım modüle edilebilir (ayarlanabilir). Bu, hem transkripsiyonu hem de DeepL çevirileri ve bir proteinin son katlanmış halini içerir. Gen düzenlemesi genleri açıp kapatır ve böylece hücre farklılaşmasını ve morfogenezi kontrol eder. Gen düzenlemesi evrimsel değişim için de bir temel oluşturabilir: gen ifadesinin zamanlaması, yeri ve miktarının kontrolü organizmanın gelişimi üzerinde derin bir etkiye sahip olabilir.
Bir genin ifadesi farklı dokularda çok değişkenlik gösterebilir. Buna genetikte yaygın bir fenomen olan pleiotropizm denir.
DNA-mRNA-protein yolağında ifadenin hangi aşamalarda kontrol edilebileceğini gösteren diyagram
Epigenetik
Biyolojide epigenetik, altta yatan DNA dizisindeki değişiklikler dışındaki mekanizmaların neden olduğu fenotip (görünüm) veya gen ifadesindeki kalıtsal değişikliklerin incelenmesidir.
Bu değişiklikler, bireyin hayatının geri kalanında hücre bölünmeleri yoluyla devam edebilir ve aynı zamanda birden fazla nesil boyunca sürebilir. Ancak organizmanın temel DNA diziliminde herhangi bir değişiklik olmaz. Bunun yerine, genetik olmayan faktörler organizmanın genlerinin farklı davranmasına (kendilerini ifade etmesine) neden olur.
Ökaryot biyolojisindeki epigenetik değişikliklere en iyi örnek hücresel farklılaşma sürecidir. Morfogenez sırasında, totipotent kök hücreler embriyonun çeşitli hücre hatlarına dönüşür ve bunlar da tamamen farklılaşmış hücreler haline gelir. Başka bir deyişle, tek bir döllenmiş yumurta hücresi - zigot - bölünür ve gelişir. Yavru hücreler olgun embriyonun birçok hücre tipine dönüşür. Bunlar arasında nöronlar, kas hücreleri, epitel, kan damarları vb. yer alır. Bu, bazı genleri aktive ederken diğerlerini inhibe ederek gerçekleşir.
Epigenetik değişiklikler uzun vadelidir ve genellikle hücre bölünmesi (mitoz) sürecinde hayatta kalır. Değişiklikler, kromozomdaki DNA ve onu çevreleyen histon proteinlerinin bir kombinasyonu olan kromatinde meydana gelir. Bunun nasıl gerçekleştiğine dair ayrıntılar hala araştırılmaktadır, ancak DNA ve histon sargısının kilit bir özellik olduğu oldukça kesindir.
Gen düzenlemesi
Yukarı regülasyon ve aşağı regülasyon
Yukarı regülasyon, bir veya daha fazla genin ve sonuç olarak bu genler tarafından kodlanan protein(ler)in ifadesini artırır. Aşağı düzenleme, gen ve protein ifadesinin azalmasıyla sonuçlanan bir süreçtir.
İndüksiyona karşı represyon
Gen düzenlemesi şu şekilde özetlenebilir:
- İndüklenebilir sistemler: indüklenebilir bir sistem, gen ifadesine izin veren bazı moleküllerin (indükleyici olarak adlandırılır) varlığı olmadıkça kapalıdır.
- Baskılanabilir sistemler: Baskılanabilir bir sistem, gen aktivitesini baskılayan bazı moleküllerin (corepressor olarak adlandırılır) varlığı dışında açıktır. Molekülün ifadeyi baskıladığı söylenir.
Düzenleyici RNA'lar
Genleri düzenleyen bir dizi RNA vardır, yani genlerin transkripsiyon veya translasyon hızını düzenlerler. Aşağıdakiler iki önemli örnektir
miRNA
Mikro RNA'lar (miRNA) bir enzime katılarak ve mRNA'yı (mesajcı RNA) bloke ederek veya parçalanmasını hızlandırarak etki eder. Buna RNA interferansı denir.
siRNA
Küçük müdahale RNA'ları (bazen susturucu RNA'lar olarak da adlandırılır) belirli bir genin ifadesine müdahale eder. Oldukça küçük (20/25 nükleotid) çift sarmallı moleküllerdir. Keşfedilmeleri biyomedikal araştırmalarda ve ilaç geliştirmede bir artışa neden olmuştur.
Ökaryotik protein kodlayan bir genin yapısı.
İlgili sayfalar
Sorular ve Yanıtlar
S: Gen ifadesi nedir?
C: Gen ifadesi, bir gendeki kalıtsal bilginin protein veya RNA gibi işlevsel bir ürün haline getirildiği süreçtir.
S: Gen ifadesi nasıl elde edilir?
C: Gen ifadesi, DNA'nın RNA'ya kopyalandığı ve daha sonra proteinlere çevrildiği bir süreçle elde edilir.
S: Proteinler bir hücrede veya organizmada ne işe yarar?
C: Proteinler bir hücre veya organizmadaki yapıların çoğunu ve tüm enzimleri oluşturur.
S: Gen düzenlemesi nedir?
C: Gen düzenlemesi, hücre farklılaşmasını ve morfogenezini kontrol eden genlerin kapatılıp açıldığı süreçtir.
S: Gen düzenlemesi evrimsel değişim için nasıl bir temel oluşturabilir?
C: Gen düzenlemesi, gen ifadesinin zamanlamasını, yerini ve miktarını kontrol ederek evrimsel değişim için bir temel oluşturabilir ve böylece bir organizmanın gelişimi üzerinde derin bir etkiye sahip olabilir.
S: Pleiotropizm nedir?
C: Pleiotropizm, genetikte bir genin ifadesinin farklı dokularda çok fazla değişiklik gösterebileceği olgusudur.
S: Gen ifadesinin hangi aşamaları modüle edilebilir?
C: Hem transkripsiyon ve translasyon aşamaları hem de bir proteinin son katlanmış hali, gen ifadesi sırasında modüle edilebilir.
