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基因的选择性表达是怎么回事?

發布時間:2023/11/24 万象百科 101 博士
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 基因的选择性表达是怎么回事? 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
基因選擇性表達有兩個特點:普遍性和特殊性。基因選擇性表達的普遍性 在多細胞生物的個體發育中,受精卵有絲分裂增加細胞數目,產生的細胞大多數不再分裂,細胞中特定的基因通過轉錄翻譯合成蛋白質,表現出特定的形態、結構和生理功能,形成不同的細胞和組織。如動物和人的紅細胞和心肌細胞都來自同一胚層,后來分化出的紅細胞合成出血紅蛋白,而心肌細胞則能夠合成肌動蛋白和肌球蛋白。即使在細胞分裂過程中,基因的選擇性表達同樣存在。如在細胞分裂間期、分裂期,僅僅是部分基因在表達,合成了特定的蛋白質、酶用于分裂過程,絕大部分基因沒有表達。 在多細胞生物的生命歷程中,成熟和衰老階段同樣有基因的選擇性表達。在成熟期,參與細胞分裂的基因基本不表達,用于物質轉化的相關蛋白質等的基因在表達,合成相應的蛋白質、酶等。如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根形成后,細胞中用于合成葡萄糖轉化為乳酸的酶的基因進行了表達,故它們無氧呼吸時產物是乳酸,有利于減少物質能量浪費,還降低了對細胞的傷害程度。再如:人和動物的第二特征的表現,是生長發育到一定階段基因選擇性表達的結果。而在衰老過程中,用于正常代謝的酶合成受到抑制或數量減少,加速了衰老的程度,也是基因的選擇性表達的結果。程序性死亡的理論假說也認為死亡的細胞是通過基因的選擇性表達實現的。基因的選擇性表達的特殊性 基因的選擇性表達不僅具有普遍性,還具有特殊性。如:在外界環境因素(如物理、化學、生物方面)的影響下,生物體內原癌基因由抑制狀態轉變為激活狀態,能夠進行正常表達導致出現癌癥,而正常生物體內的原癌基因就不能表達。再如微生物體內酶合成的調節,也是基因的選擇性表達的結果。常見的大腸桿菌在用葡萄糖和乳糖作碳源的培養基進行培養,開始,大腸桿菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖,只有當葡萄糖消耗完畢后,大腸桿菌細胞內控制合成分解乳糖的半乳糖苷酶的基因才開始表達。有了半乳糖苷酶,才能利用乳糖作碳源。這種調節既保證了代謝的需要,又避免了細胞內物質能量的浪費,增強了微生物對環境的適應能力。此外,基因的選擇性表達的特殊性還表現在兼性營養型的食蟲植物和紅螺菌體內。如當土壤中缺乏氮元素,食蟲植物通過捕食昆蟲獲取營養,此時植物體內某些基因進行表達,產生酶分解利用昆蟲的營養物質,保證自身營養需要。又如紅螺菌在沒有光照有有機物的條件下,它又可以利用有機物進行生長,同樣有特定基因在這特定條件下表達。 基因的選擇性表達的特殊性不僅表現在基因是否能在特定的空間和時間表達,還體現在表達量的方面。如在高等動物體內激素分泌量的反饋調節,水平衡調節中抗利尿激素分泌量的變化,血糖平衡調節中胰島素和胰高血糖素分泌量的高低等方面,都要通過基因的選擇性表達來實現。 由此可知,基因的選擇性表達是很復雜的,其影響因素既有外因,又有內因。現在人們已經可通過改變外界條件使生物體的有利的基因表達,抑制有害的基因的表達,為人類自身造福。如通過特定的 化療方法使癌基因處于抑制狀態,從而治療癌癥。那么,基因的選擇性表達的內部機制是什么呢?2006年諾貝爾獎獲得者美國兩名科學家安德魯?法爾和克雷格?梅洛作出了科學的解釋。他們經過多年的潛心研究,發現基因的選擇性表達是體內存在RNA干擾機制。RNA干擾現象普遍存在于動植物體和人體中,這對于基因的選擇性表達的管理,參與對病毒感染的防護,控制活躍基因,激活抑制基因都具有重要意義。

基因的選擇性表達是生物優化物質及能量消耗和提高代謝效率的有效途徑。生物體最大的特點就是根據外界環境不斷改變自己以適應外界環境。針對各種環境而表達不同的基因促進機體度過難過或者積蓄能量都是以合理響應外界刺激為前提的。如何做到合理的應對外界變化這需要動物基因的選擇性表達。這種表達不僅具有應激性同時也具有時序性。前者可以理解為應對環境改變而產生的形狀和機能改變;后者比較有常見的就在動物體生長發育的過程中。生命過程是基因調節物質達到一個熵減的過程。當合理的基因調控異常或終止時,機體就則會慢慢衰亡。

基因的選擇性表達是多細胞生物形成的必要條件。多細胞的生物不同部位的細胞的功能不同,這就是他們表達的基因不同產生的。基因的選擇性表達也是通過基因控制的,越高等的生物調控機制越復雜,簡單的說就是細胞通過細胞間的信號傳導,讓彼此知道自己可以表達那些基因,這樣一個受精卵才慢慢的發育成一個由很多種功能不同細胞構成的有機體。(受精卵是通過其細胞質中的已表達翻譯的蛋白質來調控其基因表達的)

基因的選擇性表達是指在細胞分化中,基因在特定的時間和空間條件下有選擇表達的現象,其結果是形成了形態結構和生理功能不同的細胞。由于細胞分化發生于生物體的整個生命進程中,所以基因的選擇性表達在生命過程各階段都在體現。不僅如此,基因的選擇性表達在單細胞原核、真核生物生長發育中,甚至病毒的生命活動中都明顯表現,這充分體現了基因的選擇性表達的普遍性。

在個體發育過程中的不同時期,生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的,合成的蛋白質也不一樣,從而形成的不同的組織和器官。 受精卵通過有絲分裂生成的子細胞遺傳物質相同,每個體細胞的基因相同,但不是細胞中每個基因都表達,是有選擇性的。比如唾液腺細胞和肝細胞都有唾液淀粉酶基因,可是肝細胞的這個基因不表達,而這個基因在唾液腺細胞中表達,所以這叫做基因的選擇性表達,基因選擇性表達了,細胞要產生的蛋白就有區別,這就叫分化,實質就是基因的選擇性表達。對于多細胞生物而言,細胞分化,可以形成特定的組織和器官,分工完成相應的生理活動,使整個生物體更好的協調活動,適應變化的環境。

簡單來說,就是一些基因產生蛋白控制了另外一些基因的表達。通過對基因的表達來調控生理進程~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基因的选择性表达是怎么回事?的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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