11.2 : Regulation of Expression Occurs at Multiple Steps

يمكن تنظيم التعبير الجيني في كل خطوة تقريباً من الجين إلى البروتين. النسخ هو الخطوة الأكثر شيوعاً للتنظيم. يتضمن هذا ربط البروتينات بتسلسلات تنظيمية قصيرة على الحمض النووي. يمكن أن يؤدي هذا الارتباط إما إلى تعزيز أو تثبيط نسخ الجين المرتبط بالتسلسل المعني.

ينتج عن النسخ توليد السلائف (ماقبل-mRNA) التي تتكون من كل من إكسونات و إنترونات، والتي تحتاج إلى مزيد من المعالجة قبل ترجمتها إلى بروتين. يحدث هذا من خلال ربط mRNA، والذي يتضمن إزالة المناطق غير المشفرة ودمج المناطق المشفرة. يمكن أيضاً استخدام معالجة mRNA كآلية تنظيمية من خلال التباين في أنماط التضفير مثل تخطي إكسونات معينة، والربط البديل، وإدراج الإنترونات. & # 160 ؛

إضافة ذيل بولي-أ في النهايات 3’؛ و 5’؛ ذروة لإنتاج الحمض النووي الريبي الناضج RNA هي أيضاً نقاط تنظيمية أثناء معالجة الحمض النووي الريبي RNA. يحدث التنظيم من خلال التباين في إشارة تذييل بعديد الأدينين، والتي تحدد مكان إضافة ذيل بولي-أ إلى mRNA.  ؛ في بعض الحالات، توجد أكثر من إشارة بولي-أ في النهاية 3’؛ التي ستغير طول 3’؛ منطقة غير مترجمة، لكن منتج البروتين النهائي سيكون هو نفسه. ومع ذلك، قد يختلف الاستقرار وإمكانية الترجمة المتغيرات mRNA، والتي يمكن أن تغير كمية البروتين المنتج. في حالات أخرى، توجد إشارة بولي-أ إضافية على إنترون أو إكسون ضمن تسلسل الجينات مما قد يؤدي إلى تباين في مواقع الربط لعديد الأدينلة وينتج عنه بروتينات مختلفة من نفس حبل ماقبل-mRNA. # 8217؛ يتم تنظيم الغطاء، الذي يتكون من غوانوزين ميثيل، من خلال آليتين.  ؛ يتضمن أحدهما تنظيم ميثيل ترانسفيرازات التي تضيف مجموعة الميثيل إلى الغوانوزين، والآخر من خلال تنظيم مسارات الإشارات الخلوية التي تؤدي إلى المثيلة.

بعد ذلك، يجب نقل mRNA الناضج من النواة إلى السيتوبلازم من خلال مجمعات المسام النووية (NPCs) ليتم ترجمتها. يتم تنظيم هذا بواسطة mRNA لتشكيل معقد، يعرف باسم جسيمات النواة، مع بروتينات ربط RNA. تسمح NPCs فقط للـ mRNA الموجودة في المجمع بالمرور إلى السيتوبلازم. بمجرد دخول mRNA إلى السيتوبلازم للترجمة، يمكن إما استهدافه بشكل فردي أو كجزء من مجموعة من خلال لوائح محددة، أو يمكن أن يخضع لتنظيم مشترك مع جميع mRNAs الأخرى في السيتوبلازم. في لائحة محددة، تنظم عناصر معينة من العناصر الفاعلة، مثل البروتينات وأنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي، عملية النسخ. في التنظيم العام، يتم تنشيط البروتينات المشاركة في آلية الترجمة أو تثبيطها، مما يؤثر بدوره على ترجمة جميع النصوص. تعد آلية تنظيم الترجمة الأكثر شيوعاً هي تعديل عامل بدء الترجمة.

يمكن أيضاً تنظيم التعبير الجيني من خلال التعديلات اللاحقة للترجمة، حيث يمكن أن يغير التعديل العكسي المحفز بالإنزيم وظيفة البروتين. التعديل الشائع بعد الترجمة هو الفسفرة، والتي يتم تنفيذها بواسطة إنزيمات تعرف باسم كينازات. من ناحية أخرى، يتم إجراء عملية إزالة الفسفرة من البروتينات بواسطة بروتينات تعرف باسم الفوسفاتاز. يمكن أن تؤدي فسفرة البروتين إلى تنشيطه أو تعطيله وتغيير وظيفته.