Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
3.Czynnikirozwojuosobniczegoczłowieka
Regulacjaekspresjigenów:modyfikacjeepigenetyczne
Komórkisomatyczneorganizmuwielokomórkowegosąhomogennegenetycznie,ponie-
ważwszystkiekomórkipotomnepowstałezzygotywwynikupodziałówmitotycznych
dziedziczątensamDNA.Jeślitak,torodzisiępytaniejaktomożliwe,żekomórkipo-
siadającetensamgenomróżniąsiępodwzględemrozmiaruikształtuorazpełnionych
funkcji?Genetykamolekularnawyjaśniasposób,wjakiidentycznyzestawgenów
wkażdejkomórcegenerujeróżnetypykomórek,awkonsekwencjistrukturalnieifunkcjo-
nalnieheterogenicznyorganizm.Dziejesiętakmiędzyinnymidlatego,żepodczas
różnicowaniasiępierwszychkomórekwembriogenezieinnezestawygenówulegają
transkrypcjiwprocesieregulacjiekspresjigenówiwposzczególnychtypachkomórek,
wskutekczegowkażdejznichwystępującharakterystycznedlańbiałka.Wyjątekstano-
wiągenymetabolizmupodstawowego,ang.housekeepinggene,któresąaktywnewe
wszystkichkomórkach,niezależnieodichtypu,ponieważregulująpodstawowefunkcje
życiowewspólnedlawszystkichkomórek.
Złożonośćprocesuregulacjiekspresjigenówueukariontówwiążesięzfaktem,że
regulacjipodlegapojedynczygenagenomyzawierajądużąliczbągenów.Musząistnieć
mechanizmywyszukiwaniaodpowiednichgenów.Regulacjaobejmujetakżezmiany
strukturychromatyny,wktórąjestupakowanejądroweDNA,abyzapewnićpolimerazie
RNAdostępdogenów.Ueukariontówwystępujątrzypoziomyregulacjiekspresjigenu:
(1)zmianastrukturychromatynypolegającanadekondensacjiheterochromatynyiprzej-
ściewluźniejupakowanąeuchromatynę;(2)informacjazapisanawsekwencjinukleoty-
dówjesttranskrybowananamRNA;promotoryeukariotycznesąpodkontrolączynników
regulacyjnych,mogącychdziałaćjakorepresorylubaktywatorytranskrypcji,anastępnie
(3)wwynikutranslacjitainformacjajestprzepisywananasekwencjęaminokwasową.
Poobróbcepotranslacyjnejidojrzewaniusekwencjaaminokwasowastajesiębiał-
kiem.Białkatopodstawoweskładnikiwszystkichorganizmówżywych.Sąmateriałem
budulcowymorganizmu(kolagen),regulatoramiiprzekaźnikamikierującymiprzemianą
materii(enzymyihormony),pełniąfunkcjętransportera(hemoglobina)iwieleinnych
ważnychfunkcjiżyciowych.Informacjaobudowiewszystkichbiałekworganizmiezawarta
jestwgenomiekomórkijajowejzapłodnionejprzezplemnik(zygocie).
Fakt,żekomórkimająceidentycznymateriałgenetycznyrozwijająsięwtakróżne
formymorfologiczne,strukturalneifunkcjonalnejak:neuron,komórkaglejowa,hepato-
cyt,limfocytczykomórkanabłonkowaoznacza,żeopróczinformacjizakodowanej
wsekwencjideoksyrybonukleotydówmusiistniećjeszczeinnylubinneczynnikidetermi-
nującefenotyp.Toprzypuszczeniezostałopotwierdzone.Okazałosię,żegenomtodyna-
miczny,niezwykleskomplikowanyukładbiologiczny,wktórymopróczinformacjigene-
tycznejzakodowanejwsekwencjiDNAznajdujesięinstrukcjawdrażaniatejinformacji,
tojestsystemregulacjiekspresjiinformacjigenetycznej.Jedenznajprostszychazarazem
najbardziejpierwotnychsposobówzdeterminowaniaprzyszłościkomórkiwewczesnych
etapachjejróżnicowania(okresembrionalny)poleganawyłączaniuniektórychgenów
przezmetylacjęlubinnyrodzajmodyfikacjiizdeterminowaniuwtensposóbszlaku
rozwojowegokomórkiwokreślonytyp.Komórka,którarazweszłanadrogęróżnicowania
50
