تعبير جيني

التعبير الجيني Gene expression، هي عملية تستخدم فيها المعلومات من الجين في تخلق منتج جيني وظيفي. عادة ما تكون هذه المنتجات پروتينات، لكن الجينات المرمزة على أنها ليست پروتينات مثل جينات الحمض الريبي النووي الناقل Transfer RNA أو الحمض النووي الريبي صغير النووية Small nuclear RNA، يكون المنتج في هذه الحالة حمض نووي ريبي وظيفي.

يُعبر عن الجينات بنسخها إلى الرنا، وقد يُترجم هذا النسخ بعد ذلك إلى الپروتين.

تستخدم عملية التعبير الجيني بواسطة حقيقيات النوى الحية المعروفة (وتشمل العضيات متعددة الخلية)، بدائيات النوى (البكتري والعتائق)، وتوظفها الڤيروس - لتوليد آليات الجزيئيات الضخمة من أجل الحياة.

قد يتم تعديل عدة خطوات في عملية التعبير الجيني، تشمل [[نسخ (علم الأحياء)|النسخي]، توصيل الرنا، الترجمة، وتعديل ما بعد الترجمة للپروتون. يوفر التنظيم الجيني للخلية السيطرة على البنية والوظيفة، ويعتبر أساساً للتمايز الخلوي، التخلق والتنوع والتكيفية لأي عضية. قد يكون تنظيم الجينات أيضاً بمثابة ركيزة للتغير التطوري، لأن التحكم في التوقيت والموقع وكمية التعبير الجيني يمكن أن يكون له تأثير عميق على وظائف (إجراءات) الجين في الخلية أو في الكائن متعدد الخلايا.

في علم الوراثة، يعتبر التعبير الجيني الأكثر أساسية الذي يرتقي عنده النمط الجيني إلى نمط ظاهري، أي سمة ملحوظة. الشفرة الجينية المخزنة في الدنا "يفسرها" التعبير الجيني، وتؤدي خصائص التعبير الجيني إلى النمط الظاهري للكائن الحي. عادة ما يُعبر عن مثل هذه الأنماط الظاهرية عبر تخليق الپروتينات التي تتحكم في شكل العضية، أو تلك التي تعمل كانزيمات محفزة لمسارات أيض محددة تميز العضية. بالتالي يعتبر تنظيم التعبير الجيني حيوياً لتطور العضية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الآلية

النسخ

عملية النسخ التي تقوم بها پوليمراز الرنا (RNAP)، الذي يستخدم الدنا (بالأزرق) كقالب وتُنتج الرنا (بالأزرق).

معالجة الرنا

Simple illustration of exons and introns in pre-mRNA and the formation of mature mRNA by splicing. The UTRs are non-coding parts of exons at the ends of the mRNA.

نضوج الرنا الغير مشفر

تصدير الرنا

الترجمة

During the translation, tRNA charged with amino acid enters the ribosome and aligns with the correct mRNA triplet. Ribosome then adds amino acid to growing protein chain.

الطي

الپروتين قبل (يسار) وبعد (يمين) الطيز

النقل

نقل الپروتين

تنظيم التعبير الجيني

The patchy colours of a tortoiseshell cat are the result of different levels of expression of pigmentation genes in different areas of the skin.

تنظيم النسخ

When lactose is present in a prokaryote, it acts as an inducer and inactivates the repressor so that the genes for lactose metabolism can be transcribed.

In eukaryotes, DNA is organized in form of nucleosomes. Note how the DNA (blue and green) is tightly wrapped around the protein core made of histone octamer (ribbon coils), restricting access to the DNA. From PDB 1KX5.

تنظيم النسخ في السرطان

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تنظيم ما بعد النسخ

المناطق الغير مترجمة الرئيسية الثلاث والرنا المصغر

تنظيم الترجمة

Neomycin is an example of a small molecule that reduces expression of all protein genes inevitably leading to cell death; it thus acts as an antibiotic.

تدهور الپروتين

القياس

قياس مرسال الرنا

The RNA expression profile of the GLUT4 Transporter (one of the main glucose transporters found in the human body

قياس الپروتين

التموضع

In situ-hybridization of Drosophila embryos at different developmental stages for the mRNA responsible for the expression of hunchback. High intensity of blue color marks places with high hunchback mRNA quantity.

The three-dimensional structure of green fluorescent protein. The residues in the centre of the "barrel" are responsible for production of green light after exposing to higher energetic blue light. From PDB 1EMA.

نظام التعبير

Tet-ON inducible shRNA system

التعبير المحفوظ

في الطبيعة

الشبكات الجينية

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التقنيات والأدوات

قواعد بيانات التعبير الجيني

Gene expression omnibus (GEO) at NCBI^[1]
Expression Atlas at the EBI
Mouse Gene Expression Database at the Jackson Laboratory
CollecTF: a database of experimentally validated transcription factor-binding sites in Bacteria.^[2]
COLOMBOS: collection of bacterial expression compendia.^[3]
Many Microbe Microarrays Database: microbial Affymetrix data^[4]

انظر أيضاً

المصادر

^ Clough E, Barrett T (2016). "The Gene Expression Omnibus Database". Methods in Molecular Biology. 1418: 93–110. doi:10.1007/978-1-4939-3578-9_5. PMC 4944384. PMID 27008011.
^ Kiliç S, White ER, Sagitova DM, Cornish JP, Erill I (January 2014). "CollecTF: a database of experimentally validated transcription factor-binding sites in Bacteria". Nucleic Acids Research. 42 (Database issue): D156-60. doi:10.1093/nar/gkt1123. PMC 3965012. PMID 24234444.
^ Moretto M, Sonego P, Dierckxsens N, Brilli M, Bianco L, Ledezma-Tejeida D, et al. (January 2016). "COLOMBOS v3.0: leveraging gene expression compendia for cross-species analyses". Nucleic Acids Research. 44 (D1): D620-3. doi:10.1093/nar/gkv1251. PMC 4702885. PMID 26586805.
^ Faith JJ, Driscoll ME, Fusaro VA, Cosgrove EJ, Hayete B, Juhn FS, et al. (January 2008). "Many Microbe Microarrays Database: uniformly normalized Affymetrix compendia with structured experimental metadata". Nucleic Acids Research. 36 (Database issue): D866-70. doi:10.1093/nar/gkm815. PMC 2238822. PMID 17932051.

وصلات خارجية

Plant Transcription Factor Database and Plant Transcriptional Regulation Data and Analysis Platform

الكلمات الدالة:

[1] Clough E, Barrett T (2016). "The Gene Expression Omnibus Database". Methods in Molecular Biology. 1418: 93–110. doi:10.1007/978-1-4939-3578-9_5. PMC 4944384. PMID 27008011.

[2] Kiliç S, White ER, Sagitova DM, Cornish JP, Erill I (January 2014). "CollecTF: a database of experimentally validated transcription factor-binding sites in Bacteria". Nucleic Acids Research. 42 (Database issue): D156-60. doi:10.1093/nar/gkt1123. PMC 3965012. PMID 24234444.

[3] Moretto M, Sonego P, Dierckxsens N, Brilli M, Bianco L, Ledezma-Tejeida D, et al. (January 2016). "COLOMBOS v3.0: leveraging gene expression compendia for cross-species analyses". Nucleic Acids Research. 44 (D1): D620-3. doi:10.1093/nar/gkv1251. PMC 4702885. PMID 26586805.

[4] Faith JJ, Driscoll ME, Fusaro VA, Cosgrove EJ, Hayete B, Juhn FS, et al. (January 2008). "Many Microbe Microarrays Database: uniformly normalized Affymetrix compendia with structured experimental metadata". Nucleic Acids Research. 36 (Database issue): D866-70. doi:10.1093/nar/gkm815. PMC 2238822. PMID 17932051.

[1]

[2]

[3]

[4]