Fitsipika momba ny fanehoana ny fototarazo ao amin'ny zavamananaina
Ny fandrindrana ny fanehoan-kevitry ny fototarazo dia ny dingana fanaraha-maso ny fotoana, ny toerana, ary ny habetsahan'ny fototarazo alefa na vonoina ao anatin'ny sela iray. Na dia saika ny sela rehetra ao amin'ny zavamananaina maro sela aza dia mizara ADN mitovy, ny karazana sela tsirairay dia mety manana asa samihafa—ohatra, ny sela nerveuse, ny sela hozatra, ary ny sela aty. Ireo fahasamihafana ireo dia mitranga noho ny fanehoan-kevitry ny fototarazo voafantina: ny fototarazo sasany ihany no miasa amin'ny fotoana sasany sy amin'ny toe-javatra sasany. Ny fandrindrana ny fanehoan-kevitry ny fototarazo dia fototra tena ilaina amin'ny fivoaran'ny embryon, ny fiforonan'ny sela, ny fihetsiky ny tontolo iainana, ary ny fitazonana ny fifandanjana ara-batana (homeostasis). Ny fikorontanan'io fandrindrana io dia mety hiteraka aretina isan-karazany, anisan'izany ny homamiadana, ny fikorontanan'ny metabolisma, ary ny tsy fetezan'ny fivoarana.
Hevitra fototra: avy amin'ny fototarazo ka hatramin'ny proteinina
Ny fanehoana fototarazo dia mazàna manondro ny fikorianan'ny fampahalalana biolojika avy amin'ny ADN mankany amin'ny RNA ary avy eo mankany amin'ny proteinina (foto-kevitra fototra amin'ny biolojia molekiola). Na izany aza, ny fanehoana fototarazo dia tsy voafetra amin'ny famokarana proteinina ihany: ny fototarazo sasany dia mamokatra RNA miasa (ohatra, rRNA, tRNA, na microRNA) izay miasa mivantana nefa tsy adika ho proteinina. Satria ny vokatry ny fototarazo - proteinina na RNA - no mamaritra ny rafitra sy ny asan'ny sela, ny zavamananaina dia mila rafitra fanaraha-maso mazava tsara mba hahazoana fanehoana fototarazo mahomby, voakendry ary mety.
Amin'ny ankapobeny, ny fandrindrana ny fanehoana ny fototarazo dia mety hitranga amin'ny ambaratonga maromaro: (1) ny fandrindrana ny epigenetika sy ny firafitry ny chromatin, (2) ny fandrindrana ny fandikana, (3) ny fanodinana RNA aorian'ny fandikana, (4) ny fahamarinan'ny RNA sy ny fitaterana, (5) ny fandrindrana ny fandikana, ary (6) ny fanovana sy ny fahasimban'ny proteinina. Ny ambaratonga tsirairay dia manome "teboka fanaraha-maso" izay azon'ny sela ampiasaina handrindrana ny vokatra farany.
Fitsipika epigenetika: mandrindra ny fidirana amin'ny ADN
Ny sosona voalohany amin'ny fanaraha-maso dia ny epigenetika, izay fiovana izay misy fiantraikany amin'ny asan'ny fototarazo nefa tsy manova ny filaharan'ny fototarazo ADN. Ny mekanisma epigenetika lehibe dia ahitana ny methylation ADN, ny fanovana ny histone, ary ny fanaraha-maso ny rafitry ny chromatin.
Matetika ny methylation ADN dia mitranga amin'ny cytosine ao amin'ny faritra CpG ary matetika mifandray amin'ny fanakanana ny fanehoan-kevitry ny fototarazo. Rehefa methylated ny promoter iray, dia lasa sarotra kokoa ny mifamatotra amin'ny transcription factors, ka miteraka fihenan'ny transcription. Mifanohitra amin'izany, ny demethylation dia afaka manokatra ny varavarana ho amin'ny fampandehanana ny fototarazo. Ny fanovana ny histone - toy ny acetylation sy ny methylation ny rambon'ny histone - dia manova ny hakitroky ny chromatin. Ny acetylation histone dia mirona "hamoha" ny chromatin (euchromatin), ka manamora ny transcription fototarazo, raha toa kosa ny karazana methylation histone sasany dia afaka manambatra ny chromatin (heterochromatin) ary manakana ny fanehoan-kevitra.
Tena ilaina amin'ny fiforonan'ny sela ny fandrindrana ny epigenetika. Ohatra, mandritra ny fivoaran'ny embryon, amin'ny voalohany dia "manidy" ny lamina fanehoana fototarazo manokana amin'ny alàlan'ny marika epigenetika ny sela mitovy, ka mitazona ny maha-izy azy ny sela rehefa mizara ny sela. Ny anton-javatra ara-tontolo iainana toy ny sakafo, ny adin-tsaina ary ny fihanaky ny simika dia mety hisy fiantraikany amin'ny epigenome ihany koa, izay manazava ny antony ahafahan'ny anton-javatra ivelany manova ny fanehoana fototarazo mandritra ny fotoana maharitra.
Fitsipika momba ny fandikana: ny anjara asan'ny mpandrindra, ny mpanatsara, ary ny singa fandikana
Ny ambaratongan'ny fanaraha-maso be indrindra nodinihina dia ny fanaraha-maso ny fandikana, izay ny fanaraha-maso ny fizotran'ny fiforonan'ny RNA avy amin'ny ADN amin'ny alàlan'ny RNA polymerase. Ao amin'ny eukaryotes, ny fandikana dia matetika manomboka amin'ny promoter, filaharan'ny ADN izay iforonan'ny complexe transcription. Ankoatra ny promoter, dia misy ny enhancers sy ny silencers—singa mpanara-maso izay afaka mampitombo na mampihena ny tahan'ny fandikana, na dia lavitra ny gène fehezina aza. Afaka miforitra ho toy ny tadivavarana ny ADN, ahafahan'ny enhancers mifandray amin'ny promoter amin'ny alàlan'ny proteinina linker.
Ireo singa fandikana dia proteinina izay mifamatotra amin'ny filaharan'ny ADN manokana ary mandrindra ny asan'ny RNA polymerase. Misy singa fandikana ankapobeny ilaina hanombohana ny fandikana amin'ny fototarazo maro, ary singa fandikana manokana izay miasa amin'ny fototarazo na sela manokana ihany. Maro amin'ireo singa fandikana no voataonan'ny famantarana sela, toy ny hormonina, singa fitomboana, na toe-javatra misy adin-tsaina. Rehefa tonga ny famantarana, dia azo ampiasaina amin'ny alàlan'ny phosphorylation, fiovan'ny toerana (ohatra, fidirana ao amin'ny nucleus), na fifandraisana amin'ny coactivators sy co-repressors ny singa fandikana.
Ao amin'ny bakteria, ny fandrindrana ny fandikana dia matetika hazavaina amin'ny alalan'ny foto-kevitry ny operôna, toy ny operôna lac ao amin'ny Escherichia coli. Ao amin'ny operôna lac, ny fisian'ny laktose dia manafoana ny repressor, ka mamela ny fandikana ireo fototarazo mpandevina laktose. Ankoatra izany, ny fisian'ny gliokaozy dia misy fiantraikany amin'ny proteinina CAP-cAMP, izay mampitombo ny fandikana rehefa ambany ny gliokaozy. Ity ohatra ity dia mampiseho fa ny fandrindrana ny fototarazo dia afaka mampiditra famantarana tontolo iainana maro miaraka.
Fanodinana ARN aorian'ny fandikana: fampifangaroana sy fiovaovan'ny vokatra fototarazo
Ao amin'ny eukaryotes, ny ARN vao nadika (pre-mRNA) dia tsy maintsy karakaraina alohan'ny hahatongavany ho mRNA matotra. Ity dingana ity dia ahitana ny fanampiana satroka 5', polyadenylation amin'ny tendrony 3' (rambony poly-A), ary splicing mba hanesorana ny intron sy hampifandraisana ny exons. Ny fanaraha-maso amin'ity dingana ity dia mety hanova ny karazana proteinina vokarina avy amin'ny gène tokana.
Ny fomba iray manan-danja dia ny "alternative splicing", izay ampiarahana ireo fitambaran'ny exon samihafa mba hamokarana isoforma proteinina samihafa. Ny "alternative splicing" dia ahafahana mampitombo ny fahasamihafan'ny proteinina nefa tsy mampitombo ny isan'ny gène. Ny fandrindrana ny splicing dia fehezin'ny proteinina mifamatotra amin'ny RNA sy ny filaharan'ny famantarana eo amin'ny pre-mRNA. Mety miovaova amin'ny sela samihafa ny lamina splicing, ka mamela ny gène tokana hamokatra vokatra manana asa manokana ho an'io sela io.
Fahamarinan-toerana sy fitaterana ny mRNA: mandrindra ny "androm-piainan'ny" hafatra ara-pandovan-toetra
Rehefa matotra ny mRNA dia afaka mandrindra ny faharetan'ny faharetany alohan'ny fahasimbana ny sela. Ny fahamarinan'ny mRNA no mamaritra ny habetsaky ny proteinina azo vokarina avy aminy. Ny faritra sasany amin'ny mRNA, indrindra fa ny faritra 3' tsy voadika (3' UTR), dia misy singa mifamatotra amin'ny proteinina mpandrindra na RNA kely, izay misy fiantraikany amin'ny fahasimbana sy ny fahombiazan'ny fandikan-teny.
Ankoatra izany, ny mRNA dia tsy maintsy afindra avy ao amin'ny vihy mankany amin'ny sitoplasma. Amin'ny tranga sasany, ny mRNA koa dia "tarihina" mankany amin'ny toerana manokana ao anatin'ny sela (ohatra, ao amin'ny sela nerve, mankany amin'ny dendrita na axon). Ny toerana misy ny mRNA dia ahafahan'ny fananganana proteinina mitranga akaikin'ny toerana iasany, mampitombo ny fahombiazana sy ny fahamarinan'ny valintenin'ny sela.
Fitsabahana RNA sy RNA tsy misy kaody
Tsy ny proteinina avokoa no mifehy ny fanehoan-kevitry ny fototarazo. Ny RNA tsy mpamoaka kaody, toy ny microRNA (miRNA) sy ny RNA kely manelingelina (siRNA), dia mpandrindra manan-danja amin'ny zavamananaina maro. Ny miRNA dia afaka mifamatotra amin'ny mRNA kendrena ary manakana ny fandikan-teny na manafaingana ny fahasimbany. Ity mekanisma ity, fantatra amin'ny anarana hoe RNAi, dia mitana anjara toerana amin'ny fanaraha-maso ny fivoarana, ny fiarovana amin'ny viriosy, ary ny fahamarinan'ny genome.
Ny ARN tsy mpamoaka kaody hafa, toy ny ARN tsy mpamoaka kaody lava (lncRNA), dia afaka misy fiantraikany amin'ny fanehoana ny fototarazo amin'ny fomba isan-karazany—manomboka amin'ny fitarihana ireo fitambaran'ny fanovana chromatin ka hatramin'ny toerana manokana ka hatramin'ny fiasana toy ny "sponjy" izay mampiray ny miRNA mba tsy hahafahany manakana ny mRNA kendrena.
Fitsipika momba ny fandikana sy ny fandikana aorian'ny fandikana: fanaraha-maso amin'ny ambaratonga proteinina
Na dia misy aza ny mRNA, dia mbola afaka mandrindra ny fandikana azy ho proteinina ny sela. Tena ilaina ny fandrindrana ny fandikana rehefa mila valiny haingana ny sela, toy ny rehefa ao anatin'ny adin-tsaina. Azo ampiasaina na sakanana ireo singa fanombohana ny fandikana, ka mampitombo na mampihena ny famokarana proteinina manokana.
Rehefa vita ny proteinina iray dia mitohy ny fandrindrana aorian'ny fandikana, anisan'izany ny fivalozana, ny fizarazarana, ny fanampiana vondrona simika (toy ny phosphorylation, glycosylation, ubiquitination), ary ny fandrindrana ny toerana misy azy ao anatin'ny sela. Matetika ny ubiquitination dia manamarika ny proteinina ho potika amin'ny alalan'ny proteasome. Amin'izany fomba izany, ny sela dia afaka mifehy tsara ny haavon'ny proteinina, manala ny proteinina simba, na mampijanona haingana ny famantarana.
Fampidirana ny famantarana sy ny maha-zava-dehibe ny fandrindrana ny fanehoana ny fototarazo
Ao amin'ny zavamananaina, ireo sosona mpandrindra rehetra voalaza etsy ambony ireo dia miasa amin'ny fomba mitambatra. Ohatra, ny hormonina stéroïde dia afaka miditra amin'ny sela ary mifamatotra amin'ny receptors izay miasa ho toy ny transcription factors. Ireo receptors ireo dia avy eo dia mampiasa coactivators izay manova ny histones mba hanokatra chromatin, manatsara ny transcription ny gènes kendrena. Ny mRNA vokarina dia mety hiharan'ny splicing hafa arakaraka ny karazana sela, ary avy eo dia hadika amin'ny fahombiazana miovaova arakaraka ny toe-javatra metabolika.
Ny fandrindrana ny fanehoana fototarazo koa dia zava-dehibe amin'ny fampifanarahana ny zavamananaina amin'ny tontolo iainany. Ao amin'ny zavamananaina bitika, ny fiovan'ny fanehoana fototarazo dia ahafahan'izy ireo miaina amin'ny fiovan'ny mari-pana, ny pH, na ny fisian'ny otrikaina. Ao amin'ny zavamaniry, ny fandrindrana ny fototarazo dia manampy amin'ny fiatrehana ny hain-tany, ny sira, ary ny fanafihan'ny pathogen. Ao amin'ny biby, ny hery fiarovana dia miankina amin'ny fandrindrana ny fanehoana fototarazo mba hampandeha ny fototarazo ho an'ny cytokines, antibodies, ary molekiola fiarovana hafa amin'ny fomba haingana nefa voafehy.
Penutup
Rafitra sarotra ny fandrindrana ny fanehoan-kevitry ny fototarazo ao amin'ny zavamananaina izay ahafahan'ny genome tokana mamorona karazana sela sy valinteny ara-batana isan-karazany. Amin'ny alàlan'ny fandrindrana ny fidirana amin'ny ADN, ny fanaraha-maso ny fandikana, ny fanovana sy ny fisafidianana ny ARN, ny fandrindrana ny fandikan-teny, ary ny famaritana ny hoavin'ny proteinina, dia afaka mifanaraka amin'ny filàna anatiny sy ny fiovan'ny tontolo iainana ny sela. Ny fahatakarana ny fandrindrana ny fanehoan-kevitry ny fototarazo dia tsy vitan'ny hoe zava-dehibe ho an'ny biolojia fototra fa mametraka ny fototra ho an'ny fampandrosoana ny fitsaboana maoderina toy ny fitsaboana mifototra amin'ny epigenetika, ny fitsaboana amin'ny fototarazo, ary ny fitsaboana mifototra amin'ny ARN. Rehefa mandroso ny teknolojia momba ny genomika sy ny biolojia rafitra, ny fikarohana momba ny fandrindrana ny fanehoan-kevitry ny fototarazo dia hampiharihary hatrany ny fomba fivoaran'ny zavamananaina, ny fampifanarahana ary ny fitazonana ny fahasalamany.
