基因的选择性表达是怎么回事?
生活随笔
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基因的选择性表达是怎么回事?
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
基因選擇性表達(dá)有兩個特點(diǎn):普遍性和特殊性?;蜻x擇性表達(dá)的普遍性 在多細(xì)胞生物的個體發(fā)育中,受精卵有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目,產(chǎn)生的細(xì)胞大多數(shù)不再分裂,細(xì)胞中特定的基因通過轉(zhuǎn)錄翻譯合成蛋白質(zhì),表現(xiàn)出特定的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能,形成不同的細(xì)胞和組織。如動物和人的紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都來自同一胚層,后來分化出的紅細(xì)胞合成出血紅蛋白,而心肌細(xì)胞則能夠合成肌動蛋白和肌球蛋白。即使在細(xì)胞分裂過程中,基因的選擇性表達(dá)同樣存在。如在細(xì)胞分裂間期、分裂期,僅僅是部分基因在表達(dá),合成了特定的蛋白質(zhì)、酶用于分裂過程,絕大部分基因沒有表達(dá)。 在多細(xì)胞生物的生命歷程中,成熟和衰老階段同樣有基因的選擇性表達(dá)。在成熟期,參與細(xì)胞分裂的基因基本不表達(dá),用于物質(zhì)轉(zhuǎn)化的相關(guān)蛋白質(zhì)等的基因在表達(dá),合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)、酶等。如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根形成后,細(xì)胞中用于合成葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸的酶的基因進(jìn)行了表達(dá),故它們無氧呼吸時產(chǎn)物是乳酸,有利于減少物質(zhì)能量浪費(fèi),還降低了對細(xì)胞的傷害程度。再如:人和動物的第二特征的表現(xiàn),是生長發(fā)育到一定階段基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。而在衰老過程中,用于正常代謝的酶合成受到抑制或數(shù)量減少,加速了衰老的程度,也是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。程序性死亡的理論假說也認(rèn)為死亡的細(xì)胞是通過基因的選擇性表達(dá)實(shí)現(xiàn)的?;虻倪x擇性表達(dá)的特殊性 基因的選擇性表達(dá)不僅具有普遍性,還具有特殊性。如:在外界環(huán)境因素(如物理、化學(xué)、生物方面)的影響下,生物體內(nèi)原癌基因由抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài),能夠進(jìn)行正常表達(dá)導(dǎo)致出現(xiàn)癌癥,而正常生物體內(nèi)的原癌基因就不能表達(dá)。再如微生物體內(nèi)酶合成的調(diào)節(jié),也是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。常見的大腸桿菌在用葡萄糖和乳糖作碳源的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),開始,大腸桿菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖,只有當(dāng)葡萄糖消耗完畢后,大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)控制合成分解乳糖的半乳糖苷酶的基因才開始表達(dá)。有了半乳糖苷酶,才能利用乳糖作碳源。這種調(diào)節(jié)既保證了代謝的需要,又避免了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)能量的浪費(fèi),增強(qiáng)了微生物對環(huán)境的適應(yīng)能力。此外,基因的選擇性表達(dá)的特殊性還表現(xiàn)在兼性營養(yǎng)型的食蟲植物和紅螺菌體內(nèi)。如當(dāng)土壤中缺乏氮元素,食蟲植物通過捕食昆蟲獲取營養(yǎng),此時植物體內(nèi)某些基因進(jìn)行表達(dá),產(chǎn)生酶分解利用昆蟲的營養(yǎng)物質(zhì),保證自身營養(yǎng)需要。又如紅螺菌在沒有光照有有機(jī)物的條件下,它又可以利用有機(jī)物進(jìn)行生長,同樣有特定基因在這特定條件下表達(dá)。 基因的選擇性表達(dá)的特殊性不僅表現(xiàn)在基因是否能在特定的空間和時間表達(dá),還體現(xiàn)在表達(dá)量的方面。如在高等動物體內(nèi)激素分泌量的反饋調(diào)節(jié),水平衡調(diào)節(jié)中抗利尿激素分泌量的變化,血糖平衡調(diào)節(jié)中胰島素和胰高血糖素分泌量的高低等方面,都要通過基因的選擇性表達(dá)來實(shí)現(xiàn)。 由此可知,基因的選擇性表達(dá)是很復(fù)雜的,其影響因素既有外因,又有內(nèi)因?,F(xiàn)在人們已經(jīng)可通過改變外界條件使生物體的有利的基因表達(dá),抑制有害的基因的表達(dá),為人類自身造福。如通過特定的 化療方法使癌基因處于抑制狀態(tài),從而治療癌癥。那么,基因的選擇性表達(dá)的內(nèi)部機(jī)制是什么呢?2006年諾貝爾獎獲得者美國兩名科學(xué)家安德魯?法爾和克雷格?梅洛作出了科學(xué)的解釋。他們經(jīng)過多年的潛心研究,發(fā)現(xiàn)基因的選擇性表達(dá)是體內(nèi)存在RNA干擾機(jī)制。RNA干擾現(xiàn)象普遍存在于動植物體和人體中,這對于基因的選擇性表達(dá)的管理,參與對病毒感染的防護(hù),控制活躍基因,激活抑制基因都具有重要意義。
基因的選擇性表達(dá)是生物優(yōu)化物質(zhì)及能量消耗和提高代謝效率的有效途徑。生物體最大的特點(diǎn)就是根據(jù)外界環(huán)境不斷改變自己以適應(yīng)外界環(huán)境。針對各種環(huán)境而表達(dá)不同的基因促進(jìn)機(jī)體度過難過或者積蓄能量都是以合理響應(yīng)外界刺激為前提的。如何做到合理的應(yīng)對外界變化這需要動物基因的選擇性表達(dá)。這種表達(dá)不僅具有應(yīng)激性同時也具有時序性。前者可以理解為應(yīng)對環(huán)境改變而產(chǎn)生的形狀和機(jī)能改變;后者比較有常見的就在動物體生長發(fā)育的過程中。生命過程是基因調(diào)節(jié)物質(zhì)達(dá)到一個熵減的過程。當(dāng)合理的基因調(diào)控異常或終止時,機(jī)體就則會慢慢衰亡。
基因的選擇性表達(dá)是多細(xì)胞生物形成的必要條件。多細(xì)胞的生物不同部位的細(xì)胞的功能不同,這就是他們表達(dá)的基因不同產(chǎn)生的?;虻倪x擇性表達(dá)也是通過基因控制的,越高等的生物調(diào)控機(jī)制越復(fù)雜,簡單的說就是細(xì)胞通過細(xì)胞間的信號傳導(dǎo),讓彼此知道自己可以表達(dá)那些基因,這樣一個受精卵才慢慢的發(fā)育成一個由很多種功能不同細(xì)胞構(gòu)成的有機(jī)體。(受精卵是通過其細(xì)胞質(zhì)中的已表達(dá)翻譯的蛋白質(zhì)來調(diào)控其基因表達(dá)的)
基因的選擇性表達(dá)是指在細(xì)胞分化中,基因在特定的時間和空間條件下有選擇表達(dá)的現(xiàn)象,其結(jié)果是形成了形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細(xì)胞。由于細(xì)胞分化發(fā)生于生物體的整個生命進(jìn)程中,所以基因的選擇性表達(dá)在生命過程各階段都在體現(xiàn)。不僅如此,基因的選擇性表達(dá)在單細(xì)胞原核、真核生物生長發(fā)育中,甚至病毒的生命活動中都明顯表現(xiàn),這充分體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá)的普遍性。
在個體發(fā)育過程中的不同時期,生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不同的,合成的蛋白質(zhì)也不一樣,從而形成的不同的組織和器官。 受精卵通過有絲分裂生成的子細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同,每個體細(xì)胞的基因相同,但不是細(xì)胞中每個基因都表達(dá),是有選擇性的。比如唾液腺細(xì)胞和肝細(xì)胞都有唾液淀粉酶基因,可是肝細(xì)胞的這個基因不表達(dá),而這個基因在唾液腺細(xì)胞中表達(dá),所以這叫做基因的選擇性表達(dá),基因選擇性表達(dá)了,細(xì)胞要產(chǎn)生的蛋白就有區(qū)別,這就叫分化,實(shí)質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。對于多細(xì)胞生物而言,細(xì)胞分化,可以形成特定的組織和器官,分工完成相應(yīng)的生理活動,使整個生物體更好的協(xié)調(diào)活動,適應(yīng)變化的環(huán)境。
簡單來說,就是一些基因產(chǎn)生蛋白控制了另外一些基因的表達(dá)。通過對基因的表達(dá)來調(diào)控生理進(jìn)程~
基因的選擇性表達(dá)是生物優(yōu)化物質(zhì)及能量消耗和提高代謝效率的有效途徑。生物體最大的特點(diǎn)就是根據(jù)外界環(huán)境不斷改變自己以適應(yīng)外界環(huán)境。針對各種環(huán)境而表達(dá)不同的基因促進(jìn)機(jī)體度過難過或者積蓄能量都是以合理響應(yīng)外界刺激為前提的。如何做到合理的應(yīng)對外界變化這需要動物基因的選擇性表達(dá)。這種表達(dá)不僅具有應(yīng)激性同時也具有時序性。前者可以理解為應(yīng)對環(huán)境改變而產(chǎn)生的形狀和機(jī)能改變;后者比較有常見的就在動物體生長發(fā)育的過程中。生命過程是基因調(diào)節(jié)物質(zhì)達(dá)到一個熵減的過程。當(dāng)合理的基因調(diào)控異常或終止時,機(jī)體就則會慢慢衰亡。
基因的選擇性表達(dá)是多細(xì)胞生物形成的必要條件。多細(xì)胞的生物不同部位的細(xì)胞的功能不同,這就是他們表達(dá)的基因不同產(chǎn)生的?;虻倪x擇性表達(dá)也是通過基因控制的,越高等的生物調(diào)控機(jī)制越復(fù)雜,簡單的說就是細(xì)胞通過細(xì)胞間的信號傳導(dǎo),讓彼此知道自己可以表達(dá)那些基因,這樣一個受精卵才慢慢的發(fā)育成一個由很多種功能不同細(xì)胞構(gòu)成的有機(jī)體。(受精卵是通過其細(xì)胞質(zhì)中的已表達(dá)翻譯的蛋白質(zhì)來調(diào)控其基因表達(dá)的)
基因的選擇性表達(dá)是指在細(xì)胞分化中,基因在特定的時間和空間條件下有選擇表達(dá)的現(xiàn)象,其結(jié)果是形成了形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能不同的細(xì)胞。由于細(xì)胞分化發(fā)生于生物體的整個生命進(jìn)程中,所以基因的選擇性表達(dá)在生命過程各階段都在體現(xiàn)。不僅如此,基因的選擇性表達(dá)在單細(xì)胞原核、真核生物生長發(fā)育中,甚至病毒的生命活動中都明顯表現(xiàn),這充分體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá)的普遍性。
在個體發(fā)育過程中的不同時期,生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不同的,合成的蛋白質(zhì)也不一樣,從而形成的不同的組織和器官。 受精卵通過有絲分裂生成的子細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同,每個體細(xì)胞的基因相同,但不是細(xì)胞中每個基因都表達(dá),是有選擇性的。比如唾液腺細(xì)胞和肝細(xì)胞都有唾液淀粉酶基因,可是肝細(xì)胞的這個基因不表達(dá),而這個基因在唾液腺細(xì)胞中表達(dá),所以這叫做基因的選擇性表達(dá),基因選擇性表達(dá)了,細(xì)胞要產(chǎn)生的蛋白就有區(qū)別,這就叫分化,實(shí)質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。對于多細(xì)胞生物而言,細(xì)胞分化,可以形成特定的組織和器官,分工完成相應(yīng)的生理活動,使整個生物體更好的協(xié)調(diào)活動,適應(yīng)變化的環(huán)境。
簡單來說,就是一些基因產(chǎn)生蛋白控制了另外一些基因的表達(dá)。通過對基因的表達(dá)來調(diào)控生理進(jìn)程~
總結(jié)
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