Τι καθορίζει ποιο κύτταρο πρωτεϊνών κάνει;

Η γονιδιακή έκφραση καθορίζει ποιες πρωτεΐνες κάνει ένα κύτταρο. Η γονιδιακή έκφραση είναι η διαδικασία με την οποία οι πληροφορίες που κωδικοποιούνται σε ένα γονίδιο χρησιμοποιούνται για να κατευθύνουν τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης. Η διαδικασία της γονιδιακής έκφρασης περιλαμβάνει δύο κύρια βήματα:μεταγραφή και μετάφραση.

Μεταγραφή είναι η διαδικασία αντιγραφής του γενετικού κώδικα από DNA σε RNA. Λαμβάνει χώρα στον πυρήνα του κυττάρου. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, ένα ένζυμο που ονομάζεται RNA πολυμεράση δεσμεύεται στο DNA και χαλαρώνει τη διπλή έλικα. Η πολυμεράση RNA στη συνέχεια διαβάζει τον γενετικό κώδικα στο κλώνο προτύπου DNA και συνθέτει ένα συμπληρωματικό μόριο RNA. Το νεοεμφανιζόμενο μόριο RNA, που ονομάζεται Messenger RNA (mRNA), μεταφέρει τις γενετικές πληροφορίες από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα.

μετάφραση είναι η διαδικασία μετατροπής του γενετικού κώδικα στο mRNA σε μια αλληλουχία αμινοξέων. Πραγματοποιείται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, ειδικά στα ριβοσώματα. Κατά τη διάρκεια της μετάφρασης, το mRNA συνδέεται με το ριβόσωμα και διαβάζεται από ένα άλλο ένζυμο που ονομάζεται RNA μεταφοράς (tRNA). Τα μόρια tRNA φέρνουν αμινοξέα στο ριβόσωμα, όπου προστίθενται στην αναπτυσσόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα με τη σειρά που καθορίζεται από τον κώδικα mRNA. Η ολοκληρωμένη πολυπεπτιδική αλυσίδα αναδιπλώνεται σε μια συγκεκριμένη τρισδιάστατη δομή, σχηματίζοντας μια λειτουργική πρωτεΐνη.

Τα μηχανήματα του κυττάρου για την έκφραση των γονιδίων ρυθμίζονται σε μεγάλο βαθμό για να εξασφαλιστεί ότι οι σωστές πρωτεΐνες γίνονται την κατάλληλη στιγμή. Διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την γονιδιακή έκφραση, συμπεριλαμβανομένων των γενετικών παραγόντων, των περιβαλλοντικών παραγόντων και των μορίων σηματοδότησης. Με τον προσεκτικό έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης, τα κύτταρα μπορούν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους και να εκτελέσουν τις εξειδικευμένες λειτουργίες τους.