تنظيم التعبير الجيني

مخطط يوضح المراحل التي يمكن فيها التحكم في وتنظيم التعبير الجيني من مسار تخليق البروتين (دنا-رنا رسول-بروتين).

تنظيم التعبير الجيني أوالتنظيم الجيني (بالإنجليزية: Regulation of gene expression)‏ هومجموعة متنوعة من الآليات المستخدمة من قبل الخلايا لزيادة أوإنقاص نواتج جينية محددة (بروتين أورنا). توجد أنظمة تعبير جيني متطورة في فهم الأحياء ذات أهداف متعددة كتحفيز مسارات النماء، الاستجابة لمنبهات بيئية أوالتأقلم مع مصادر غذاء جديدة. عمليا يمكن التحكم في أي فترة من التعبير الجيني، ابتداء من بدء الترجمة مرورا بمعالجة الرنا وانتهاء بتعديل ما بعد الترجمة. غالبا ما يتحكم منظم جين واحدٍ في منظم آخر -إلى غير ذلك- مشكلين شبكة تنظيم جينية.

التنظيم الجيني أساسي للفيروسات، بدائيات النوى وحقيقيات النوى لأنه يزيد من تعدد وظائف وقابلية تأقلم الكائن عبر السماح للخلية بالتعبير عن البروتين عند الحاجة وتثبيط إنتاجه عند زوالها. رغم حتى باربرا مكلنتوك أظهرت سنة 1951 تآثرا بين مسقطين جينيين منشط (Ac) وينقول (Ds) لتكوين لون بذور الذرة، يُعتبر أول اكتشاف لنظام تنظيم جيني هواكتشاف مشغل lac بواسطة فرنسوا جاكوب وجاك مونوسنة 1961، وفيه لا يُعبَّر عن بعض الإنزيمات المسؤولة عن أيض اللاكتوز في الإشريكية القولونية سوى عند تواجد اللاكتوز وغياب الغلوكوز.

في الكائنات متعددة الخلايا، يقود التنظيم الجيني عمليتي التمايز الخلويوالتخلق الحيوي لدى الجنين وينتج عن ذلك تكون أنواع خلايا مختلفة تملك بروفايلات تعبير جيني (en) مختلفة من نفس التسلسل الجينومي. رغم حتى هذا لا يفسر منشأ وأصل التنظيم الجيني إلا حتى فهماء الأحياء التطوري يضيفونه كتفسير جزئي لطريقة عمل التطور على المستوى الجزيئي، وهوأمر مركزي لفهم الأحياء النمائي التطوري

حادث البدء الذي يقود إلى تغيُّر في التعبير الجيني يضم تنشيط أوإيقاف نشاط المستقبلات.

المراحل التي يتم فيها التنظيم الجيني

يمكن التحكم في أي فترة من التعبير الجيني، من نسخ الدنا إلى رنا إلى تعديل ما بعد الترجمة للبروتين. هذه قائمة بالمراحل التي يتم فيها تنظيم التعبير الجيني، والفترة التي يتم فيها التنظيم بشكل كبير جدا هي بدء الترجمة:

نطاقات الكروماتين
النسخ
تعديل ما بعد النسخ
نقل الرنا
الترجمة
تفكيك الرنا الرسول

مراجع

^ Griffiths, Anthony J.F.; Wessler, Susan R.; Carroll, Sean B.; Doebley, John (2015). An Introduction to Genetic Analysis (الطبعة 11). Freeman, W.H. & Company. صفحات 400–412. ISBN .
^ Jaenish R., Bird A., 2003. "Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals", Nature genetics supplement, 33(245:254)