Kev Sib Raug Zoo ntawm DNA thiab RNA hauv Gene Expression
Kev qhia txog cov noob caj noob ces yog cov txheej txheem uas cov ntaub ntawv noob caj noob ces khaws cia rau hauv cov cell siv los tsim cov khoom ua haujlwm, feem ntau yog cov protein, uas txiav txim siab cov qauv thiab kev ua haujlwm ntawm cov kab mob. Hauv cov txheej txheem no, DNA thiab RNA muaj kev sib raug zoo thiab sib txuas lus zoo heev. DNA ua haujlwm ua "chaw khaws ntaub ntawv" ntawm cov ntaub ntawv noob caj noob ces ruaj khov, thaum RNA ua haujlwm ua "tus neeg nruab nrab" thiab "tus ua haujlwm," pab txhais cov ntaub ntawv ntawd mus rau hauv cov molecules uas tuaj yeem ua haujlwm hauv lub cell . Kev nkag siab txog kev sib raug zoo ntawm DNA thiab RNA hauv kev qhia txog cov noob caj noob ces yog qhov tseem ceeb rau kev piav qhia txog yuav ua li cas cov cell loj hlob, hloov kho, thiab teb rau lawv ib puag ncig.
DNA ua qhov chaw ntawm cov ntaub ntawv caj ces
DNA (deoxyribonucleic acid) yog ib lub molecule uas khaws cov lus qhia txog noob caj noob ces ua ib kab lus sib lawv liag ntawm nucleotides. DNA muaj plaub lub hauv paus nitrogenous: adenine (A), thymine (T), guanine (G), thiab cytosine (C). Cov kab lus sib lawv liag ntawm cov hauv paus no tsim cov noob caj noob ces, uas yog cov ntu ntawm DNA uas muaj cov ntaub ntawv xav tau los ua RNA thiab/lossis cov protein tshwj xeeb. DNA feem ntau pom muaj nyob rau hauv lub nucleus ntawm cov kab mob eukaryotic, thaum nyob rau hauv prokaryotes, nws pom muaj nyob rau hauv thaj chaw nucleoid ntawm cytoplasm.
Qhov zoo tshaj plaws ntawm DNA ua cov khoom siv caj ces yog nws qhov ruaj khov. Nws cov qauv ob-helix thiab qhov muaj thymine (tsis yog uracil) ua rau DNA tiv taus kev puas tsuaj los ntawm tshuaj lom neeg. Ntxiv mus, DNA muaj lub tshuab kho kom zoo. Qhov no ua rau nws zoo tagnrho rau kev khaws cov ntaub ntawv mus sij hawm ntev. Txawm li cas los xij, qhov kev ruaj khov no kuj txhais tau tias DNA tsis "ua haujlwm ncaj qha" los ua cov haujlwm ntawm tes; nws xav tau tus neeg nruab nrab los siv nws cov ntaub ntawv.
RNA ua tus txuas thiab tus ua haujlwm
RNA (ribonucleic acid) yog ib lub molecule uas zoo ib yam li DNA tab sis muaj ntau qhov sib txawv tseem ceeb. RNA feem ntau yog ib txoj hlua, muaj cov suab thaj ribose, thiab siv uracil (U) es tsis yog thymine (T). Cov kev sib txawv no ua rau RNA yooj ywm dua thiab yooj yim dua los ua cov qauv peb-seem sib txawv, ua rau nws ua tau ntau yam haujlwm hauv lub cell.
Qhov kev sib raug zoo ntawm DNA thiab RNA pom tseeb hauv lub tswv yim ntawm "lub hauv paus dogma" ntawm molecular biology: cov ntaub ntawv caj ces ntws los ntawm DNA mus rau RNA, thiab tom qab ntawd los ntawm RNA mus rau protein. Txawm hais tias lub tswv yim no muaj kev zam (piv txwv li, kev sau rov qab hauv retroviruses), feem ntau, cov ntaub ntawv ntws no yog lub hauv paus rau kev qhia txog gene.
Theem ib: kev sau ntawv (DNA rau RNA)
Kauj ruam tseem ceeb uas txuas DNA thiab RNA yog kev sau ntawv, uas yog cov txheej txheem theej cov ntaub ntawv los ntawm DNA mus rau hauv RNA. Hauv theem no, cov enzyme RNA polymerase txuas rau ib cheeb tsam tshwj xeeb hauv DNA hu ua promoter, tom qab ntawd qhib ib feem ntawm lub helix ob chav los nyeem ib txoj hlua DNA ua ib daim qauv. Tom qab ntawd RNA polymerase sib sau ua ke cov RNA nucleotides sib txuas: A khub nrog U, T nrog A, G nrog C, thiab C nrog G.
Qhov tshwm sim ntawm kev sau ntawv yog ib lub molecule RNA hu ua transcript. Yog tias cov gene uas raug sau yog ib lub protein-coding gene, cov transcript yog messenger RNA (mRNA). mRNA nqa cov "lus" hauv daim ntawv ntawm cov genetic code los ntawm DNA mus rau ribosomes, qhov twg cov protein raug synthesized. Hauv eukaryotes, kev sau ntawv tshwm sim hauv lub cell nucleus, thaum nyob rau hauv prokaryotes, nws tshwm sim hauv cytoplasm.
Cov txheej txheem sau ntawv tsis yog tsuas yog hais txog kev theej cov ntaub ntawv xwb; nws kuj ua haujlwm ua qhov chaw tswj hwm tseem ceeb. Cov hlwb tuaj yeem tswj hwm cov noob caj noob ces twg "nyob" lossis "ntsiag to" los ntawm kev tswj hwm RNA polymerase nkag mus rau cov promoters los ntawm cov protein tswj hwm xws li cov yam ntxwv sau ntawv, cov neeg ua haujlwm, thiab cov neeg tswj hwm.
Kev ua RNA hauv eukaryotes: los ntawm pre-mRNA mus rau mRNA laus
Hauv cov eukaryotes, mRNA tsis tau npaj txhij rau kev siv tam sim ntawd tom qab kev sau ntawv. Cov khoom pib hu ua pre-mRNA, uas tseem muaj cov cheeb tsam tsis-coding (introns) thiab cov cheeb tsam coding (exons). Pre-mRNA yuav tsum dhau ntau kauj ruam:
1. Ntxiv lub hau 5', uas yog kev hloov kho ntawm qhov kawg 5' uas pab tiv thaiv mRNA ntawm kev puas tsuaj thiab pab txhawb kev khi ribosome.
2. Kev sib txuas, uas yog kev tshem tawm cov introns thiab kev sib koom ua ke ntawm exons. Cov txheej txheem no yog ua los ntawm spliceosome complex. Kev sib txuas kuj tso cai rau lwm txoj kev sib txuas, qhov twg kev sib xyaw ua ke ntawm exons tuaj yeem tsim cov protein sib txawv los ntawm tib lub gene.
3. Ntxiv ib tug poly-A tw ntawm 3' kawg, uas ua rau mRNA ruaj khov thiab pab thauj mRNA tawm ntawm lub nucleus.
Cov txheej txheem no qhia txog kev sib raug zoo ntawm DNA thiab RNA: DNA muab cov qauv yooj yim, thaum RNA tuaj yeem "hloov kho" los tsim ntau yam khoom ntau dua li tus naj npawb ntawm cov noob caj noob ces uas nws muaj.
Theem ob: kev txhais lus (RNA rau protein)
Tom qab mRNA loj hlob tiav lawm, theem tom ntej yog kev txhais lus, uas yog cov txheej txheem ntawm kev hloov cov kab ke mRNA nucleotide mus rau hauv cov kab ke amino acid los tsim cov protein. Kev txhais lus tshwm sim hauv ribosomes, uas yog tsim los ntawm rRNA (ribosomal RNA) thiab cov protein.
Cov ribosomes nyeem mRNA ua pawg peb pawg nucleotides hu ua codons. Txhua codon codes rau ib qho amino acid tshwj xeeb. Ib lub tRNA (transfer RNA) molecule nqa cov amino acid tsim nyog thiab muaj ib qho anticodon uas ua khub nrog lub codon ntawm mRNA. Thaum lub tRNA raug khi, lub ribosome sib sau ua ke cov amino acids rau hauv ib txoj saw polypeptide kom txog thaum nws mus txog ib qho codon nres, uas yog qhov kawg ntawm kev txhais lus.
Nov yog kev sib raug zoo ntawm DNA thiab RNA uas pom tau tias yog ib qho kev ua haujlwm: DNA khaws cov lus qhia, mRNA nqa cov lus qhia, tRNA txhais cov lus qhia, thiab rRNA tsim cov tshuab uas nqa cov protein sib dhos.
Lwm hom RNA uas cuam tshuam rau kev qhia txog noob caj noob ces
Ntxiv rau mRNA, tRNA, thiab rRNA, ntau lwm hom RNA ua lub luag haujlwm hauv kev qhia tawm gene, tshwj xeeb tshaj yog hauv kev tswj hwm . Piv txwv li:
– miRNA (microRNA) thiab siRNA (RNA me me uas cuam tshuam): Cov RNA me me no tuaj yeem khi rau cov mRNA tshwj xeeb, ua rau lawv raug rhuav tshem lossis lawv txoj kev txhais lus raug txwv. Yog li, RNA ua lub luag haujlwm ncaj qha hauv "kev tua" kev qhia tawm ntawm cov noob caj noob ces.
– lncRNA (RNA ntev uas tsis yog coding): RNA ntev uas tsis yog coding ua lub luag haujlwm hauv kev tswj hwm kev qhia tawm ntawm cov noob caj noob ces los ntawm ntau yam txheej txheem, xws li kev nrhiav cov protein hloov kho chromatin lossis cuam tshuam rau kev ruaj khov ntawm mRNA.
- snRNA (RNA me me hauv lub nuclear): ib qho tseem ceeb ntawm spliceosome rau intron-exon splicing.
Qhov muaj cov RNA tswj hwm qhia tau hais tias kev sib raug zoo ntawm DNA thiab RNA tsis yog ib txoj kev yooj yim. RNA tuaj yeem hloov kho ntau npaum li cas cov ntaub ntawv DNA raug txhais ua cov protein, thaum twg, thiab hauv cov hom cell tshwj xeeb.
Kev tswj hwm ntawm kev qhia tawm ntawm cov noob caj noob ces: cov ntsiab lus tswj hwm los ntawm DNA mus rau RNA
Cov cell tsis qhia tag nrho cov gene txhua lub sijhawm. Kev tswj hwm ntawm kev qhia tawm gene tuaj yeem tshwm sim ntawm ntau theem, feem ntau:
1. Kev tswj hwm ntawm DNA/chromatin (eukaryotic xwb): DNA tuaj yeem raug condensed lossis unfolded los ntawm kev hloov kho histone thiab DNA methylation. DNA uas condensed dhau lawm nyuaj rau sau.
2. Kev tswj hwm kev sau ntawv: cov yam ntxwv sau ntawv txiav txim siab seb RNA polymerase puas tuaj yeem pib sau ntawv.
3. Kev tswj hwm tom qab kev sau ntawv: suav nrog kev sib txuas lwm txoj hauv kev, kev kho RNA, thiab kev ruaj khov thiab kev thauj mus los ntawm mRNA.
4. Kev tswj kev txhais lus: mRNA tuaj yeem txhais lus sai dua lossis qeeb dua nyob ntawm cov xwm txheej ntawm lub cell.
5. Kev tswj hwm tom qab txhais lus: cov protein tsim tau tuaj yeem hloov kho lossis rhuav tshem raws li qhov xav tau.
Hauv txhua theem, DNA muab lub hauv paus ntawm cov ntaub ntawv, thaum RNA yog tus ua haujlwm tseem ceeb thiab tus tswj hwm uas txiav txim siab tias cov ntaub ntawv ntawd ntau npaum li cas los ua cov khoom tiag.
Xaus
Kev sib raug zoo ntawm DNA thiab RNA hauv kev qhia txog cov noob caj noob ces yog lub hauv paus ntawm txoj kev ua neej nyob rau theem molecular. DNA ua haujlwm ua lub chaw khaws cov ntaub ntawv noob caj noob ces ruaj khov, thaum RNA yog lub luag haujlwm rau kev sau, nqa, txhais lus, thiab txawm tias tswj cov ntaub ntawv ntawd. Kev sau ntawv hloov cov ntaub ntawv DNA mus rau hauv RNA, thiab kev txhais lus tom qab ntawd hloov cov ntaub ntawv RNA mus rau hauv cov protein. Ntxiv mus, ntau hom RNA uas tsis yog coding nthuav dav RNA lub luag haujlwm ua tus tswj hwm kev qhia txog noob caj noob ces, ua rau lub cev muaj zog dua thiab teb rau ib puag ncig. Kev nkag siab txog kev sib raug zoo no tuaj yeem pab peb nkag siab zoo dua txog lub hauv paus ntawm kev txais qub txeeg qub teg, kev loj hlob ntawm cov kab mob, qhov ua rau muaj ntau yam kab mob noob caj noob ces, thiab lub peev xwm rau kev kho mob raws li noob caj noob ces.
