Mức độ khác biệt của tế bào và sự kiểm soát của nó

Các cấp độ khác biệt của tế bào và sự kiểm soát của nó!

Tất cả các quá trình tế bào được kiểm soát bởi các enzyme (protein). Chúng được tổng hợp bên trong tế bào bởi các gen.

Sự biểu hiện của gen, tức là protein được tổng hợp bởi chúng có thể được kiểm soát ở ba cấp độ khác nhau và sự kiểm soát này được thực hiện bởi các yếu tố có trong tế bào chất. Đó là:

I. Sự khác biệt ảnh hưởng đến bộ gen:

A. Thay đổi lượng tử DNA:

Số lượng DNA có thể tăng hoặc giảm và do đó có thể mang lại sự khác biệt. Việc tăng hoặc giảm có thể được thực hiện bằng các phương pháp sau.

1. Giảm nhiễm sắc thể:

Boveri (1889) đã quan sát sự giảm nhiễm sắc thể trong hợp tử của tuyến trùng Parascaris, ông phát hiện ra rằng sau lần phân tách đầu tiên, từ tế bào gần cực động vật, một phần của vật liệu nhiễm sắc thể bị tràn vào tế bào chất trong lần phân tách thứ hai.

Ở giai đoạn 32 tế bào, chỉ có hai tế bào có bổ sung gen đầy đủ (tế bào mầm nguyên thủy), trong khi những tế bào còn lại đã trải qua quá trình giảm nhiễm sắc thể (tế bào soma giả định). Do đó, các tế bào khác nhau của blastula có hàm lượng chromatin khác nhau và có sự phân biệt định lượng. Lượng tử DNA khác biệt có tương tác nucleo-tế bào chất khác biệt. Một hiện tượng tương tự đã được nhận thấy ở một số Diptera.

2. Khuếch đại gen:

Trong tế bào trứng lưỡng cư, quá trình tổng hợp rRNA rất tích cực. Đối với điều này, gen cho rRNA tồn tại trong một số lượng lớn các bản sao. Bộ gen lưỡng bội của Xenopus laevis chứa gần 1600 bản sao của gen cho rRNA và tất cả chúng được tập hợp trong khu vực tổ chức hạt nhân.

Mỗi nucleoli tích cực tổng hợp rRNA. Các nhiễm sắc thể của cây cọ đèn của tế bào trứng lưỡng cư có thêm các bản sao của gen tRNA và mRNA tổng hợp số lượng lớn các phân tử này. Những điều này có ảnh hưởng quy định trong quá trình phát triển.

3. Tổn thương di truyền:

Một giống Xenopus laevis đột biến chỉ sở hữu một nucleolus thay vì hai loại bình thường. Sự thiếu hụt vật liệu nucleol này không ngăn cản sự phát triển của dev bình thường. Khi các đột biến này được giao phối với nhau, có ba loại: Dạng thường (2 nu), dị hợp tử (1 nu) và đột biến đồng hợp tử (0. nu) theo tỷ lệ Mendel điển hình là 1: 2: 1. Các cá thể không có nucleolus không phát triển vượt quá giai đoạn đầu. Đột biến (Onu) được hình thành do việc xóa các gen rRNA 28 S và 18 S từ một trong các nhiễm sắc thể.

(B) Thay đổi hóa học trong DNA:

DNA có thể được biến đổi hóa học bằng cách kiềm hóa hoặc methyl hóa mà các enzyme cần thiết có mặt trong tế bào. Các phản ứng ảnh hưởng đến các cơ sở nucleotide đặc biệt của DNA, từ đó làm thay đổi các kết quả khác. Trong số này, quá trình methyl hóa chỉ diễn ra sau khi sao chép DNA và do đó phản ứng này phải diễn ra mỗi lần sau khi quá trình sao chép DNA được hoàn thành.

II. Kiểm soát sự khác biệt ở cấp độ phiên mã:

Ở mức độ phiên mã trong quá trình tổng hợp protein, các gen khác nhau có trong nhiễm sắc thể của phôi đang phát triển có thể được kiểm soát bằng các phương pháp sau.

1. Điều hòa gen bằng histones:

Phân tử DNA sợi kép có các nhóm axit photphoric tự do ở bề mặt ngoài của chúng và chúng có thể tạo liên kết vững chắc với các nhóm NH ⁺² của các aminoaxit cơ bản của chuỗi histone. Sự kết hợp mật thiết giữa DNA và histones này ngăn cản DNA tương tác với các chất khác trong tế bào chất do đó đóng vai trò là khuôn mẫu cho quá trình sản xuất RNA. Histones ức chế tổng hợp RNA được mồi bởi DNA để làm giảm hoạt động DNA polymerase. Do đó, histones phục vụ như là đàn áp.

2. Điều hòa gen bằng protein axit:

Đây là những phosphoprotein không chứa histone, với tryptophan và tyrosine là thành phần chính. Những protein này vẫn liên quan mật thiết với DNA (phức hợp không có histone) và được coi là quan trọng hơn đối với các histone điều hòa gen.

Phức hợp DNA-histone vẫn trơ để phiên mã, do đó các protein có tính axit tương tác với các histone cơ bản, đặt histone của một số gen quan trọng nhất định làm chất xúc tiến để gen có thể được phiên mã.

3. Điều hòa gen bằng cách dị hóa:

Heterochromatin của interphase có một số vai trò cụ thể trong điều hòa gen. Ví dụ, quá trình tổng hợp protein rất ít ở người, nơi các tế bào máu chứa khối lượng lớn heterochromatin cô đặc, trong khi trong các tế bào bạch cầu, quá trình tổng hợp protein rất ít do thiếu heterochromatin ngưng tụ.

III. Kiểm soát sự khác biệt ở cấp độ dịch thuật:

Thông điệp được thực hiện bởi mRNA phải được giải mã và các axit amin cần thiết sẽ được chọn để tạo thành các protein khác nhau. Điều này bao gồm một số bước để luôn có khả năng kiểm soát khác nhau tồn tại ở mỗi cấp.

Các cơ chế điều tiết quan trọng tồn tại ở cấp độ dịch thuật như sau:

1. Sự di chuyển của mRNA từ nhân đến tế bào chất:

Có thể là tất cả các mRNA rời khỏi nhân có thể không đến được tế bào chất. Có thể mất bit của mRNA, điều đó có nghĩa là bản dịch có thể không đúng. Nếu một số mRNA bị ngăn không cho đến tế bào chất thì bản dịch cũng có thể khác.

2. Duy trì sự phân hủy của mRNA trong nhân:

MRNA có thể được truyền vào tế bào chất hoặc có thể bị suy giảm hoặc bị phá vỡ do các yếu tố khác nhau. Sự xuống cấp có thể xảy ra ở một số phần của chuỗi mRNA mang lại sự dịch mã khác biệt.

3. Mặt nạ của mRNA:

Một khi mRNA được dịch mặt nạ là không thể. Đắp mặt nạ đòi hỏi công việc của một tác nhân khác để hành động. Mặt nạ có thể không phải là toàn bộ nhưng một phần do đó mang lại sự khác biệt trong dịch thuật.

4. Ảnh hưởng của các phân tử điều tiết cụ thể đến mRNA:

Một số phân tử điều tiết có trong tế bào chất có thể liên kết với mRNA và do đó ngăn mRNA đóng vai trò trong dịch mã. Hiệp hội có thể là một phần hoặc toàn bộ.

5. Phá hủy mRNA:

Đôi khi mRNA có thể đạt đến các ribosome nguyên vẹn nhưng có thể bị phá hủy do một số lực có thể tồn tại. Điều này ngăn cản hoặc thay đổi công việc dịch thuật do đó mang lại sự khác biệt.

6. Bất hoạt ribosome:

Các ribosome thường đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein có thể bị bất hoạt do đó protein đặc biệt có thể không được hình thành. Sau một thời gian, ribosome cũng có thể được kích hoạt. Hiện tượng này mang lại sự phá vỡ tạm thời trong dịch thuật.

7. Những thay đổi trong việc gấp các chuỗi polypeptide mới sinh:

Trong quá trình tổng hợp protein, chuỗi polypeptide tạo thành tiền chất của protein. Điều này xảy ra bằng cách gấp. Bất kỳ sự thay đổi nào trong mẫu gấp có thể làm thay đổi cấu trúc và mang lại sự khác biệt.

8. Thay đổi mang lại trong các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp protein:

Nhiều yếu tố như hormone, enzyme, vv mang lại sự khác biệt bằng cách ảnh hưởng đến con đường tổng hợp protein. Hormone được tìm thấy rất hiệu quả theo hướng này, và chúng mang lại những thay đổi này thông qua các con đường khác nhau.

Họ có thể đóng vai trò là người ức chế gen. Khi tiêm hydrocortison đã được tiêm cho chuột, tốc độ tổng hợp RNA tăng lên ở gan. Tương tự nếu oestrogen được tiêm, nội mạc tử cung cho thấy hoạt động tuyệt vời. Người ta nhận thấy rằng cortisone kích thích sự tiết của bốn loại enzyme: Tryptophan pyrrolase, Tyrosine transaminase, Glutamic alanine transaminase và Arginase. Hormone cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme ở mức độ dịch mã. Hormone ảnh hưởng đến hoạt động của gen nhiễm sắc thể bằng cách định vị trong nhân. Các hormone là cơ quan cụ thể hơn gen cụ thể.