Razlika med izražanjem genov in regulacijo genov

The ključna razlika med gensko ekspresijo in regulacijo genov je to genska ekspresija je proces, ki tvori funkcionalni protein ali RNA iz genetskih informacij, skritih v genu, medtem ko je regulacija genov proces, ki inducira ali zavira izražanje gena.

Gen je specifičen fragment DNK, ki se nahaja v kromosomu. Sestavljen je iz intronov, ki so nekodirajoče sekvence, in eksonov, ki so kodirajoča zaporedja. Geni se izločajo skozi dva glavna koraka, da nastanejo proteini. Specifični vrstni red nukleotidov določi nastali protein. Zato je zelo pomembno izraziti in regulirati gene, da preprečimo nastajanje nepotrebnih beljakovin, ki lahko povzročijo različne težave, vključno z genetskimi motnjami, sindromi itd. Zato sta ekspresija genov in regulacija genov dva izjemno pomembna procesa, ki se dogajata v živih organizmih. Vendar pa noben od teh procesov ne poteka ločeno; oba procesa se pojavita hkrati.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je genska ekspresija
3. Kaj je genska ureditev
4. Podobnosti med izražanjem genov in regulacijo genov
5. Primerjalna primerjava - Genska ekspresija in regulacija genov v tabeli
6. Povzetek

Kaj je genska ekspresija?

Genska ekspresija je proces pretvorbe genetskih informacij, skritih v genu, v protein. Prav postopek tvori biološko pomembne molekule, običajno pa so makromolekule, zlasti beljakovine. Vendar pa je RNA tudi produkt genske ekspresije. Pravzaprav ne more biti življenjske oblike, če ne pride do izražanja genov. Dva glavna koraka izražanja genov. So prepisovanje in prevajanje. Tudi obdelava RNA poteka med tema dvema procesoma. Poleg tega se med gensko ekspresijo odvija tudi več drugih procesov, kot so naknadno spreminjanje beljakovin in nekodiranje zorenja RNA itd..

Slika 01: Genska ekspresija

Transkripcija je prvi korak izražanja genov; to ustvari zaporedje mRNA iz genske informacije v kodirnem zaporedju gena. Nato se proizvedena mRNA sekvenca podvrže obdelavi, da se odstrani nekodirajoče sekvence. Po predelavi molekule mRNA zapusti jedro in doseže ribosome v citoplazmi. Prevajanje drugega koraka se začne pri ribosomih. Obstajajo specifične molekule tRNA (prenos RNA), ki prepoznajo ustrezne aminokisline v citoplazmi. S pomočjo rRNA in tRNA se sekvenca mRNA na koncu izražanja genov pretvori v specifičen protein.

Kaj je genska ureditev?

Regulacija genov je proces nadzora genske ekspresije. Gre za življenjsko pomemben proces nadzora nad izredno zapletenimi informacijami o DNK v organizmu. Presenetljivo bi bilo vedeti, da skoraj 97% sekvenc človeške DNA predstavlja nekodirajoče sekvence. Z drugimi besedami, velika večina človeškega genoma obsega sekvence, ki niso geni. Verjamemo, da vse te (vsaj večina) nekodirajočih sekvenc delujejo v procesu regulacije genov. Introni so glavna sestavina v nekodirajočih zaporedjih, medtem ko eksoni kodirajo proteine.

Slika 02: Genska ureditev

Regulacija genov ima svoje glavne funkcije pri nadzoru natančnosti in hitrosti izražanja genov na splošno in še zlasti nekaterih drugih funkcij. Uravnavanje ekspresije gena poteka predvsem med prepisovanjem, spajanjem RNA, prenašanjem RNK, prevajanjem in razgradnjo mRNA. Vendar pa so drugi pomembni vidiki genske regulacije tudi drugi postopki, kot so indukcija encimskih izrazov, induciranje proteinov toplotnega šoka in lac operon (transport in presnova laktoze). Poleg tega bi bilo pomembno ugotoviti, da je genska regulacija osnova za spreminjanje raznolikosti celic s celično diferenciacijo z induciranjem ali zaviranjem genske ekspresije.

Kakšne so podobnosti med gensko ekspresijo in regulacijo genov?

• Genska ekspresija in regulacija genov sta dva pomembna procesa, ki se dogajata v živih organizmih.
• Oba procesa zagotavljata proizvodnjo pravilnih beljakovin.
• Prav tako so bistvenega pomena za posredovanje pravilnih genetskih informacij od staršev do potomcev.
• Poleg tega se oba procesa odvijata hkrati.

Kakšna je razlika med izražanjem genov in regulacijo genov?

Ekspresija genov je proces sinteze biološko delujočih makromolekul iz genov, medtem ko regulacija genov zagotavlja, da v procesu izražanja ne gre nič narobe. Torej, to je ključna razlika med izražanjem genov in regulacijo genov. Poleg tega je nadaljnja razlika med gensko ekspresijo in regulacijo gena v tem, da se genska ekspresija zgodi s transkripcijo in translacijo, medtem ko se uravnavanje genov zgodi z regulacijo kromatinskih domen, transkripcijo, post-transkripcijsko modifikacijo, transport RNA, prevod in razgradnjo mRNA.

V nadaljevanju infografik je prikazan več opisa razlike med izražanjem genov in regulacijo genov.

Povzetek - Gensko izražanje v primerjavi z gensko ureditvijo

Genska ekspresija je proces, ki pretvori genetsko informacijo gena v funkcionalni protein ali RNA, medtem ko je regulacija genov proces, ki nadzira ekspresijo genov. Pravzaprav je genska ekspresija glavni postopek, medtem ko je regulacija genov bistveni nadzorni del. Poleg tega je genska ekspresija podvržena vsem povezanim procesom genske regulacije, kot so časovni razpored, nadzor hitrosti, inhibicija in indukcija. Tako ekspresija genov kot regulacija genov zagotavljata proizvodnjo pravilnih beljakovin v pravilnih količinah. Tako to povzema razliko med gensko ekspresijo in regulacijo genov.

Referenca:

1. "Gensko izražanje." Nature News, Nature Publishing Group, na voljo tukaj.
2. "Uredba izražanja genov." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 18. marec 2019, dostopno tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Genska ekspresija evkariota" CKRobinson - Lastno delo (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia
2. "Uravnavanje izražanja genov s receptorji za steroidne hormone" Avtor Ali Zifan 03:07, 10. julij 2016 (UTC) - Lastno delo; Rabljene informacije iz Campbell Biology (10. izdaja) Jane B. Reece in Stevena A. Wassermana (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia