16.0: הקדמה לביטוי גנים

Last updated
Save as PDF

Page ID: 205845

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

כל תא סומטי בגוף מכיל בדרך כלל את אותו DNA. כמה יוצאים מן הכלל כוללים תאי דם אדומים, שאינם מכילים DNA במצבם הבוגר, וכמה תאי מערכת החיסון המסדרים מחדש את ה- DNA שלהם תוך ייצור נוגדנים. אולם באופן כללי, הגנים שקובעים אם יש לך עיניים ירוקות, שיער חום וכמה מהר אתה מטבוליזם מזון זהים בתאים בעיניים ובכבד שלך, למרות שאיברים אלה מתפקדים אחרת לגמרי. אם לכל תא יש אותו DNA, איך זה שתאים או איברים שונים? מדוע תאים בעין שונים בצורה כה דרמטית מהתאים בכבד?

חלק א 'מתאר חתך רוחב של גלגל עין, שיש לו עדשה מקדימה ואשכול כלי דם מאחור. חלק ב 'מתאר כבד, המעוצב כמשולש. מתחת לכבד יש כיס מרה בצורת אונה המחובר ללבלב על ידי כלי דמוי גזע. חלק ג 'הוא סקיצה, שצייר לאונרדו דה וינצ'י, של אדם העומד זקוף בזרועות מושטות. על גבי הדימוי הזה, האיש פרוש את רגליו וזרועותיו מורמות. — איור\(\PageIndex{1}\): התוכן הגנטי של כל תא סומטי באורגניזם זהה, אך לא כל הגנים באים לידי ביטוי בכל תא. השליטה באילו גנים באים לידי ביטוי מכתיבה אם תא הוא (א) תא עין או (ב) תא כבד. דפוסי ביטוי הגנים הדיפרנציאליים המתעוררים בתאים שונים הם שמולידים (ג) אורגניזם שלם.

בעוד שכל תא חולק את אותו הגנום ורצף ה-DNA, כל תא אינו מפעיל, או מבטא, את אותה קבוצת גנים. כל סוג תא זקוק לקבוצה שונה של חלבונים כדי לבצע את תפקידו. לכן, רק תת-קבוצה קטנה של חלבונים מתבטאת בתא. כדי שהחלבונים יבואו לידי ביטוי, יש לתמלל את ה-DNA ל-RNA ולתרגם את ה-RNA לחלבון. בסוג תא נתון, לא כל הגנים המקודדים ב- DNA מועתקים ל- RNA או מתורגמים לחלבון מכיוון שלתאים ספציפיים בגופנו יש פונקציות ספציפיות. חלבונים מיוחדים המרכיבים את העין (קשתית העין, העדשה והקרנית) מתבטאים רק בעין, ואילו החלבונים המיוחדים בלב (תאי קוצב לב, שריר לב ושסתומים) מתבטאים רק בלב. בכל זמן נתון, רק תת-קבוצה של כל הגנים המקודדים על ידי ה-DNA שלנו מתבטאת ומתורגמת לחלבונים. הביטוי של גנים ספציפיים הוא תהליך מוסדר מאוד עם רמות ושלבי שליטה רבים. מורכבות זו מבטיחה את הביטוי הנכון בתא הנכון בזמן הנכון.