فرآیند مولکولی (بخش دوم)

برای درک بهتر فرآیندهای مولکولی دانستن مفاهیمی مانند اتصال، همکاری، پس خورد و میان گیری لازم می باشد.

ببخش مرکز یادگیری - مرجان سلیمانیان

در مطلب قبل دانستید که، مولکول های نشان (مانند هورمون ها) می توانند برخی ژن ها را روشن و برخی را خاموش کنند، حال به توضیحات بیشتر در این باره توجه نمایید.

جالب است بدانید که وضعیت یک سلول از نظر بیان ژن تعیین می کند که چه پاسخی به یک هورمون بدهد و از طرفی، هورمون می تواند وضعیت بیان ژن را تغییر دهد.

* تنظیم مستقیم فعالیت پروتئین ها یک روش تنظیمی دیگر است. تنظیم فعالیت پروتئین ها بسته به ساختار و نقششان متفاوت می باشد و می تواند با تنظیم تجزیه آنها، با تغییرات کووالان یا اتصال لیگاند به آنها و یا با موضعی کردن آنها در یک محدوده خاص از سلول صورت گیرد.

روش های تنظیمی مختلف در سرعت، اختصاصی بودن بازه (گستره) تنظیم، بازدهی و ماندگاری آن تفاوت دارند. همچنین تنظیم می تواند در سطح مولکول های منفرد (مثلا آنزیم ها) و یا در ساختارهای سلولی (مثلا در تنظیم پویایی رشته های اسکلت سلولی و یا سیالیت غشاها) رخ دهد. با این وجود، در بیشتر موارد، کنترل فرآیندهای سلول در درجه اول با تنظیم فعالیت پروتئین ها انجام می شود.

مثلا برای افزایش رونویسی از ژن رمز کننده یک پروتئین، ابتدا باید پروتئین  دیگری در سلول فعال یا غیر فعال شود. در این میان برخی پروتئین ها برای فرآیندهای تنظیمی تخصص یافته اند. برای نمونه، پروتئین کینازها و فسفاتازها و پروتئین های سوئیچ (مانند G پروتئین ها) به طور فراگیر توسط سلول مورد استفاده قرار می گیرند.

توانایی پروتئین ها در برقراری (اتصال) (مخصوصا اتصال اختصاصی) با مولکول های دیگر به ویژه پروتئین های دیگر سلول، در فعالیت آنها و همچنین تنظیم این فعالیت اهمیت دارد. فعالیت برخی پروتئین ها به همین توانایی محدود می شود، در مقابل پروتئین های دیگر مثل آنزیم ها علاوه بر اتصال قادر به کاتالیز واکنش های بیوشیمیایی می باشند و یا مانند پروتئین های انتقال غشایی می توانند مواد را از عرض غشاهای زیستی عبور دهند. اتصال را می توان با مدل های شیمیایی کمی کرد و انواع آن را دسته بندی نمود.

مکانیزم هایی عمومی برای تنظیم مولکولی به کار گرفته شده اند، همکاری (یا تعاونی)، میان گیری (بافر کردن)، بازخورد (پس خورد) و پیش خورد چند نمونه از پدیده هایی می باشند که بارها به شکل های گوناگون در زیست شناسی مولکولی سلول قابل مشاهده می باشند.

توالی های شناسایی شونده بوسیله فعال کننده‌ها

تاکنون دو نوع معمول از توالی های DNA یوکاریوتی که بوسیله فعال کننده‌ها باند می‌شود، شناخته شده است. یک نوع توالی فعال (Upstream Activating Sequenc) یا UAS می‌باشد که در ناحیه Upstream بسیاری از ژن هایی که فعال کننده آنزیم های متابولیک در یوکاریوت های  تک سلولی، مانند مخمر یافت شده است. این توالی ها بوسیله فعال کننده‌هایی که سرعت شروع نسخه برداری از پروموتوهای مربوطه را به شدت افزایش می‌دهند، باند می‌شوند.

نوع دیگری از توالی های فعال، Enhancer می‌باشد که در یوکاریوت های  چند سلولی یافت می‌شود. برخلافUAS ، Enhancer ها می‌توانند در '5 یا '3 یک ژن قرار گیرند و حتی در صورت فاصله زیاد از جایگاه شروع نسخه برداری قادرند نسخه برداری را تحت تاثیر قرار دهند.

کنترل بیان ژن توسط توالی های افزایش دهنده (Enhancers)

Enhancer  نوع دوم از توالی های فعال می‌باشد که در ارتباط با بسیاری از ژن های  کلاس П یافت شده‌اند. این توالی های   DNA  بوسیله سه خصوصیت مشخص می‌گردند:

1. Enhancer ها اغلب در هر جهتی فعال هستند.

2. Enhancer  قادرند نسخه برداری را حتی در صورتی که از نقطه شروع آن هزاران جفت باز فاصله داشته باشند، تحت تاثیر قرار دهند. آنها بعضی اوقات در یک انترون یا در انتهای '3 یک ژن قرار دارند.

3. Enhancer  ها، نسخه برداری هر ژنی در مجاورشان را تحت تاثیر قرار می‌دهند.

بررسی ها نشان می‌دهند که Enhancerها ، بسیاری از ژن های ویروسی  را نیز فعال می‌نمایند. این نوع Enhancerها که تحت عنوان، Enhancer های ویروسی  شناخته می‌شوند، برای انجام عمل خود به فعال کننده‌های خاصی نیاز دارند. این، خودش توجیهی است بر این سوال که چرا بعضی از ویروس ها، تنها در میزبان های خاصی قادر به رشد هستند.

منبع: http://daneshnameh.roshd.ir

تنظیم کننده: محبوبه همت