منتج الجينات

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
ابحث عن منتج الجين  أو منتجات الجين في ويكاموس، القاموس الحر.

المنتج الجيني هو المادة الكيميائية الحيوية، إما الحمض النووي الريبوزي أو البروتين ، الناتجة عن التعبير عن الجين . يُستخدم قياس كمية المنتج الجيني أحيانًا لاستنتاج مدى نشاط الجين. يمكن ربط الكميات غير الطبيعية من المنتج الجيني بالأليلات المسببة للأمراض ، مثل فرط نشاط الجينات المسرطنة ، والتي يمكن أن تسبب السرطان . [1] [2] يتم تعريف الجين بأنه "وحدة وراثية من الحمض النووي مطلوبة لإنتاج منتج وظيفي". [3] تشمل العناصر التنظيمية ما يلي:

تعمل هذه العناصر بالاشتراك مع إطار القراءة المفتوح لإنشاء منتج وظيفي. يمكن نسخ هذا المنتج ليكون وظيفيًا في صورة RNA أو ترجمته من mRNA إلى بروتين ليكون وظيفيًا في الخلية.

منتجات الحمض النووي الريبوزي

نسخ DNA إلى RNA باستخدام بروتين RNA بوليميراز II.

لا تزال جزيئات الحمض النووي الريبوزي التي لا تشفر أي بروتينات تحافظ على وظيفتها في الخلية. وتعتمد وظيفة الحمض النووي الريبوزي على تصنيفه. وتتضمن هذه الأدوار:

  • مساعدة في تخليق البروتين
  • تفاعلات تحفيزية
  • تنظيم العمليات المختلفة. [4]

يتم مساعدة تخليق البروتين بواسطة جزيئات الحمض النووي الريبي الوظيفية مثل الحمض النووي الريبي الناقل ، الذي يساعد في إضافة الأحماض الأمينية الصحيحة إلى سلسلة البوليببتيد أثناء الترجمة ، والحمض النووي الريبي الريبوسومي ، وهو مكون رئيسي في الريبوسومات (التي توجه تخليق البروتين)، بالإضافة إلى الحمض النووي الريبي الرسول الذي يحمل التعليمات لإنشاء منتج البروتين. [4]

أحد أنواع الحمض النووي الريبي الوظيفية المشاركة في التنظيم هو microRNA ( miRNA )، والذي يعمل عن طريق قمع الترجمة. [5] تعمل هذه miRNAs عن طريق الارتباط بتسلسل mRNA المستهدف التكميلي لمنع حدوث الترجمة. [4] [6] يعمل الحمض النووي الريبي قصير التداخل ( siRNA ) أيضًا عن طريق التنظيم السلبي للنسخ. تعمل جزيئات siRNA هذه في مجمع إسكات الحمض النووي الريبي ( RISC ) أثناء تداخل الحمض النووي الريبي عن طريق الارتباط بتسلسل DNA المستهدف لمنع نسخ mRNA معين. [6]

منتجات البروتين

البروتينات هي نتاج جين يتكون من ترجمة جزيء mRNA ناضج. تحتوي البروتينات على 4 عناصر فيما يتعلق ببنيتها: أولية وثانوية وثالثية ورباعية. يُعرف التسلسل الخطي للأحماض الأمينية أيضًا بالبنية الأولية. ينتج عن الرابطة الهيدروجينية بين الأحماض الأمينية للبنية الأولية تكوين حلزونات ألفا أو صفائح بيتا . [7] هذه الطيات المستقرة هي البنية الثانوية. يشكل التركيب الخاص للهياكل الأولية والثانوية البنية الثالثة للبولي ببتيد. [7] يشير الهيكل الرباعي إلى الطريقة التي تطوى بها سلاسل متعددة من البولي ببتيدات معًا. [7]

وظائف البروتين

تؤدي البروتينات العديد من الوظائف المختلفة في الخلية وقد تختلف الوظيفة بناءً على البوليببتيدات التي تتفاعل معها وبيئتها الخلوية. تعمل بروتينات الشابيرون على تثبيت البروتينات المصنعة حديثًا. فهي تضمن طي البروتين الجديد إلى تكوينه الوظيفي الصحيح بالإضافة إلى التأكد من عدم تجمع المنتجات في المناطق التي لا ينبغي لها ذلك. [8] يمكن للبروتينات أيضًا أن تعمل كإنزيمات ، مما يزيد من معدل التفاعلات الكيميائية الحيوية المختلفة وتحويل الركائز إلى منتجات. [7] [9] يمكن تعديل المنتجات عن طريق ربط مجموعات مثل الفوسفات عبر إنزيم بأحماض أمينية محددة في التسلسل الأساسي. [9] يمكن أيضًا استخدام البروتينات لتحريك الجزيئات في الخلية إلى حيث تكون هناك حاجة إليها، وتسمى هذه البروتينات بالبروتينات الحركية . [9] يدعم البروتينات شكل الخلية. توفر البروتينات مثل الأكتين والأنابيب الدقيقة والخيوط الوسيطة بنية للخلية. [7] توجد فئة أخرى من البروتينات في الأغشية البلازمية. يمكن ربط بروتينات الغشاء بالغشاء البلازمي بطرق مختلفة، اعتمادًا على بنيتها. [9] تسمح هذه البروتينات للخلية باستيراد أو تصدير منتجات الخلية أو العناصر الغذائية أو الإشارات من وإلى الفضاء خارج الخلية. [7] [9] تساعد البروتينات الأخرى الخلية على أداء الوظائف التنظيمية. على سبيل المثال، ترتبط عوامل النسخ بالحمض النووي للمساعدة في نسخ الحمض النووي الريبي. [10]

الشفرة الوراثية

في عام 1941، اقترح عالم الوراثة الأمريكي جورج بيدل والكيميائي الحيوي إدوارد تاتوم ، على أساس دراستهما لطفرات فطر Neurospora sitophila ، أن الجينات تتحكم في تفاعلات كيميائية حيوية محددة. [11] واقترحا أن عمل الكائن الحي يعتمد على نظام متكامل من التفاعلات الكيميائية التي تتحكم فيها الجينات بطريقة ما. وأشارا أيضًا إلى أنه "من الممكن تمامًا افتراض أن هذه الجينات، التي تعد في حد ذاتها جزءًا من النظام، تتحكم في تفاعلات معينة في النظام أو تنظمها إما عن طريق العمل بشكل مباشر كإنزيمات أو عن طريق تحديد خصوصية الإنزيمات". أدى هذا الخط من التفكير إلى ظهور " فرضية جين واحد - إنزيم واحد ".

في مقال استعادي، ناقش بيدل حالة فرضية جين واحد وإنزيم واحد بعد 10 سنوات من اقتراحها. علق بيدل على اجتماع ندوة كولد سبرينج هاربور لعلماء الأحياء في عام 1951. وأشار إلى "لدي انطباع بأن عدد الأشخاص الذين ظل إيمانهم بفرضية جين واحد وإنزيم واحد ثابتًا يمكن إحصاؤهم على أصابع اليد الواحدة - مع بقاء إصبعين فقط." [12] ومع ذلك، بحلول أوائل ستينيات القرن العشرين، أصبح مفهوم أن تسلسل قاعدة الحمض النووي لجين يحدد تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين راسخًا على أساس العديد من التجارب. على سبيل المثال، أظهرت تجربة أجراها كريك وبرينر وبارنيت وواتس توبين في عام 1961 أن كل حمض أميني في البروتين يتم ترميزه بواسطة تسلسل مماثل من ثلاث قواعد في الحمض النووي، تسمى الكودون. [13] بعد ذلك بوقت قصير، تم تحديد مهام الكودون المحددة لكل حمض أميني.

مراجع

  1. ^ Fearon ER, Vogelstein B (يونيو 1990). "نموذج وراثي لتكوين الأورام في القولون والمستقيم". Cell . 61 (5): 759–67. doi : 10.1016/0092-8674(90)90186-I . PMID  2188735. S2CID  22975880.
  2. ^ Croce CM (يناير 2008). "الجينات السرطانية والسرطان". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 358 (5): 502–11. doi :10.1056/NEJMra072367. PMID  18234754.
  3. ^ نوسباوم، روبرت إل.؛ ماكينيس، رودريك آر.؛ ويلارد، هنتنغتون (2016). تومسون وتومسون علم الوراثة في الطب (الطبعة الثامنة). فيلادلفيا: إلسفير.
  4. ^ abc Clancy, Suzanne (2008). "RNA Functions". Nature Education . 1 (1): 102.
  5. ^ He, Lin; Hannon, Gregory J. (2004). "MicroRNAs: small RNAs with a big role in gene regulation". Nature Reviews Genetics . 5 (7): 522–531. doi :10.1038/nrg1379. PMID  15211354. S2CID  86602746. أيقونة الوصول المغلق
  6. ^ ab Carrington, James C.; Ambros, Victor (2003). "Role of microRNAs in plant and animal development". Science . 301 (5631): 336–338. Bibcode :2003Sci...301..336C. ​​doi :10.1126/science.1085242. PMID  12869753. S2CID  43395657.
  7. ^ abcdef "محتويات أساسيات علم الأحياء الخلوي | تعلم العلوم في Scitable". www.nature.com . {{cite web}}: مفقود أو فارغ |url=( مساعدة )
  8. ^ هارتل، ف. أولريش؛ براشر، أندرياس؛ هاير-هارتل، ماناجيت (2011). "المرافقون الجزيئيون في طي البروتين والثبات البروتيني". نيتشر . 475 (7356): 324-332. doi :10.1038/nature10317. PMID  21776078. S2CID  4337671.
  9. ^ abcde Alberts, B; Johnson, A; Lewis, J; et al. (2002). Molecular Biology of the Cell (4 ed.). New York: Garland Science.
  10. ^ "عامل النسخ العام / عامل النسخ | تعلم العلوم في Scitable". www.nature.com . تم الاسترجاع في 2015-11-09 .
  11. ^ Beadle GW, Tatum EL. Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora. Proc Natl Acad Sci US A. 1941 Nov 15;27(11):499-506. doi: 10.1073/pnas.27.11.499. PMID 16588492; PMCID: PMC1078370
  12. ^ Beadle, GW (1966) "علم الوراثة الكيميائي الحيوي: بعض الذكريات"، ص 23-32 في Phage and the Origins of Molecular Biology، تحرير J. Cairns وGS Stent وJD Watson. Cold Spring Harbor Symposia، Cold Spring Harbor Laboratory of Quantitative Biology، نيويورك. ASIN: B005F08IQ8
  13. ^ Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. الطبيعة العامة للرمز الجيني للبروتينات. Nature. 1961 Dec 30;192:1227-32. doi: 10.1038/1921227a0. PMID 13882203
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=منتج_جيني&oldid=1237891684"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate