A génszabályozás egy olyan gén szabályozásának folyamata, amelyet a sejtek DNS-ben expresszálnak. A génexpresszió szabályozásával a sejtek kontrollálhatják a funkcionális fehérjék termelődését a sejtekben. Néhány gént bekapcsolnak, míg másokat a követelményeknek megfelelően kapcsolnak ki. A génszabályozás a DNS elérhetőségétől, az mRNS előállításától a fehérjék feldolgozásáig hajtható végre. A gének expressziójának különböző pontjain különböző géneket lehet szabályozni; például a kromatin szerkezetének szabályozása, a transzkripciós szint és az RNS feldolgozási szintje stb. A pozitív és a negatív génszabályozás két olyan génszabályozó folyamat, amelyben a géneket expresszálják, és a géneket elnyomják. A legfontosabb különbség a pozitív és a negatív gén expresszió között az a pozitív génszabályozásban a transzkripciós faktor kötődik a gén promóteréhez és megkönnyíti az RNS-polimeráz kötődését a gén átírásához míg a negatív génszabályozásban egy represszor fehérje kötődik a gén operátorához és megakadályozza a gén expresszióját.
TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a pozitív génszabályozás?
3. Mi a negatív génszabályozás?
4. Összehasonlítás - Pozitív és negatív génszabályozás
5. Összegzés
A transzkripció a génexpresszió kezdeti lépése. Csak akkor történik meg, ha az RNS-polimeráz kapcsolódik a génhez. Ha ez a kötés sikertelen, a gén expressziója nem lehetséges; ennélfogva a gén expressziója szabályozható. Az RNS-polimeráz és a DNS kötődését a magban jelen lévő transzkripciós faktorok indukálják. A transzkripciós faktor egy fehérje, amely a gén expressziójának szerves része. Ennek a faktornak kötődnie kell a gén promóter régiójához, hogy aktiválja a génexpressziót azáltal, hogy RNS-polimerázt toboroz a templát DNS-hez. A transzkripciós faktor önmagában vagy más fehérjékkel működhet a gén expressziójának a szabályozásában az mRNS szintézist katalizáló RNS polimeráz enzim előmozdításával vagy blokkolásával.
A pozitív génszabályozás egy olyan folyamat, amely arra irányítja a géneket, hogy expresszálják és hozzák létre az általuk kódolt fehérjéket. Ennek oka egy transzkripciós faktor kötődése a promoterhez és az RNS-polimeráz toborzása a transzkripció kezdeményezéséhez. A cAMP-CRP komplex aktivátor a β-galaktozidáz gén.
01. ábra: Pozitív génszabályozás
A génexpressziót bizonyos sejtekben levő fehérjék blokkolhatják. A génaktiváció gátlóiként működnek. Represszor fehérjékként ismertek. A represszor egy olyan protein, amely kötődik a gén vagy a promoter operációs helyéhez és megállítja a transzkripciót. Ezért a negatív génszabályozás egy olyan folyamat, amelyben a gének megakadályozzák a fehérjék expresszálódását és előállítását. A represszor fehérjéknek a gén promóter régiójához történő kötődése gátolja a gént az RNS polimeráz elején történő blokkolásával. A megfelelő gént csak akkor lehet expresszálni, hogy a fehérjét előállítsák, ha a represszor nincs jelen. A triptofán egy általános represszor-molekula, amely részt vesz a negatív génszabályozásban.
02 ábra: Negatív génszabályozás
Pozitív vs negatív génszabályozás | |
A pozitív génszabályozás egy olyan folyamat, amely a géneket expresszálja és szintetizálja a fehérjéket. | A negatív génszabályozás egy olyan folyamat, amely elnyomja a génexpressziót. |
Bevont tényezők | |
A pozitív kontrollt aktivátor vagy transzkripciós faktor kötődik a promoter régióhoz. | A negatív kontrollt úgy végezzük, hogy a represszor fehérje kötődik a gének promóteréhez vagy operátor helyéhez. |
RNS-polimeráz toborzása | |
RNS-polimerázt toboroznak a transzkripció kezdeményezésére. | Az RNS-polimerázt nem vonják be a transzkripció kezdeményezésére. |
A sejtek genetikai információjukat a DNS-ben rejtett génekként tartalmazzák. A gének expresszálják és szintetizálják a fehérjéket, és ezt a folyamatot gén expressziónak nevezik. A gének expresszióját azonban a sejtekben szabályozzuk, hogy elkerüljük az energia és a nyersanyagok pazarlását a nem kívánt proteinek szintézisében. A génszabályozás kétféle módon hajtható végre: pozitív és negatív génszabályozás. A pozitív génszabályozásban a géneket expresszálják, mivel egy transzkripciós faktor kötődik a gén promóteréhez. A negatív génszabályozásban a géneket nem fejezzük ki, mivel a represszor fehérjék a gén operátor helyéhez kötődnek. Ez a fő különbség a pozitív és a negatív génszabályozás között.
Referencia:
1. „A gén expresszió ellenőrzése”. Biológiai referencia. N.p., n.d. Web. 2017. április 25
2. Wang, Y., Xu J., Pierson T., B. W. O'Malley és S. Y. Tsai. "A génexpresszió pozitív és negatív szabályozása eukarióta sejtekben indukálható transzkripciós szabályozóval." Génterápia. Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára, 1997. május. Web. 2017. április 25