Ядерный ген - Nuclear gene

Ядерный ген представляет собой ген , расположенный в клеточном ядре в виде эукариот . Этот термин используется , чтобы отличить ядерные гены от генов эндосимбиотических органеллы , то есть гены в митохондрии , а в случае растений и водорослей, в хлоропластах , которые принимают свою собственную генетическую систему и могут производить белки с нуля. Ядерный ген - это лишь один из генетических строительных блоков всего генома эукариотического организма .

Состав

Геномы эукариот имеют отчетливые структуры хроматина более высокого порядка , которые плотно упакованы и в конечном итоге организованы в определенную конструкцию, которая функционально связана с экспрессией генов. Эти структуры функционируют для упаковки генома в сильно сжатой форме в ядро клетки , при этом обеспечивая доступ к гену при необходимости, например, во время транскрипции , репликации и репарации ДНК . Функция генома напрямую связана с этой организационной системой, в которой существует ряд сложных механизмов и биохимических путей, которые могут влиять на экспрессию отдельных генов в геноме. Ядро также содержит ряд отдельных субъядерных очагов, известных как ядерные тела, которые представляют собой динамически контролируемые структуры, которые помогают многочисленным ядерным процессам протекать более эффективно. Активные гены, например, могут мигрировать из хромосомных областей и концентрироваться в субядерных очагах, известных как фабрики транскрипции.

Взаимодействие эндосимбиотических органелл

Хотя ядерные гены и гены митохондрий и хлоропластов отделены друг от друга внутри клетки, они также могут влиять друг на друга разными способами. Ядерные гены играют важную роль в экспрессии генов хлоропластов и митохондриальных генов. Кроме того, генные продукты митохондрий сами могут влиять на экспрессию генов в ядре клетки. Это можно сделать с помощью метаболитов, а также с помощью определенных пептидов, перемещающихся из митохондрий в ядро, где они затем могут влиять на экспрессию генов.

Синтез белка

Большинство белков в клетке являются продуктом матричной РНК, транскрибируемой ядерными генами, включая большинство белков органелл, которые продуцируются в цитоплазме, как и все продукты ядерных генов, а затем транспортируются в органеллы. Гены в ядре расположены линейно на хромосомах , которые служат каркасом для репликации и регуляции экспрессии генов . Таким образом, они обычно находятся под строгим контролем количества копий и реплицируются один раз за клеточный цикл. Ядерные клетки, такие как тромбоциты , не обладают ядерной ДНК и, следовательно, должны иметь альтернативные источники РНК, которая им необходима для генерации белков.

Значение

Многие факторы транскрипции ядерного происхождения играют роль в экспрессии дыхательной цепи. Эти факторы, возможно, также способствовали регуляции митохондриальных функций. Ядерный респираторный фактор (NRF-1) сливается с белками респираторных генов, с ограничивающим скорость ферментом в биосинтезе , а также с элементами репликации и транскрипции митохондриальной ДНК или мтДНК . Второй ядерный респираторный фактор (NRF-2) необходим для максимальной продукции цитохром-с-оксидазной субъединицы IV (COXIV) и Vb (COXVb).

Изучение последовательностей генов с целью видообразования и определения генетического сходства - лишь одно из многих применений современной генетики, и роль обоих типов генов в этом процессе очень важна. Хотя и ядерные гены, и гены внутри эндосимбиотических органелл обеспечивают генетический состав организма, существуют определенные особенности, которые можно лучше наблюдать при взгляде на один по сравнению с другим. Митохондриальная ДНК полезна при изучении видообразования, поскольку она, как правило, первой развивается при развитии нового вида, который отличается от хромосом ядерных генов, которые можно исследовать и анализировать индивидуально, каждая из которых дает свой собственный потенциальный ответ относительно видообразование относительно недавно возникшего организма.

Поскольку ядерные гены являются генетической основой всех эукариотических организмов, все, что может повлиять на их экспрессию, напрямую влияет на характеристики этого организма на клеточном уровне. Взаимодействия между генами эндосимбиотических органелл, таких как митохондрии и хлоропласты, - это лишь некоторые из многих факторов, которые могут действовать на ядерный геном.

использованная литература