Генска регулаторна мрежа
From Wikipedia, the free encyclopedia
Генска (или генетска) регулаторна мрежа (GRN) била збирка на молекуларни регулатори кои комуницирале едни со други и со други супстанции во клетката за да управувале со нивоата на генска експресија на информациска РНК и белковинаите кои, пак, ја одредувале функцијата на клетката. GRN исто така играла централна улога во морфогенезата, создавањето на телесни структури, што пак било централно за еволутивната развојна биологија (evo-devo).
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Gene_Regulatory_Network.jpg/320px-Gene_Regulatory_Network.jpg)
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/df/Gene_Regulatory_Network_2.jpg/640px-Gene_Regulatory_Network_2.jpg)
Регулаторот можел да биде ДНК, РНК, белковина или која било комбинација од две или повеќе од овие три кои формирале комплекс, како што била специфична секвенца на ДНК и фактор на транскрипција за активирање на таа низа. Интеракцијата можела да биде директна или индиректна (преку транскрибирана РНК или преведена белковина). Општо земено, секоја информациска РНК молекула продолжила да создавала специфична белковина (или збир на белковини). Во некои случаи, оваа белковина ќе била структурен и ќе се акумулирала во клеточната мембрана или во клетката за да му даде посебни структурни својства. Во други случаи, белковината ќе била ензим, т.е. микро-машина која катализирала одредена реакција, како што било разградувањето на извор на храна или токсин. Сепак, некои белковини служеле само за активирање на други гени, а тоа биле факторите на транскрипција кои биле главните играчи во регулаторните мрежи или каскади. Со врзување за промотерскиот регион на почетокот на другите гени, тие ги вклучувале, иницирајќи производство на друга белковина итн. Некои фактори на транскрипција биле инхибиторни.[1]
Кај едноклеточните организми, регулаторните мрежи реагирале на надворешната средина, оптимизирајќи ја клетката во дадено време за опстанок во оваа средина. Така, клетка од квасец, која ќе се најде во раствор од шеќер, ќе вклучела гени за да создала ензими кои го преработувале шеќерот во алкохол.[2] Овој процес, кој го поврзуваме со производството на вино, бил начинот на кој клетката на квасецот го заработувала својот живот, добивајќи енергија да се размножува, што во нормални околности би ги зголемило шансите за преживување.
Кај повеќеклеточните животни истиот принцип бил ставен во служба на генските каскади кои го контролирале обликот на телото.[3] Секој пат кога клетката се делела, резултирале две клетки кои, иако го содржеле истиот геном во целост, можеле да се разликуваат во тоа кои гени биле вклучени и создавале белковини. Понекогаш „самоодржлива повратна врска“ осигурувала дека ќелијата го задржувала својот идентитет и го пренесувала. Помалку разбран бил механизмот на епигенетиката со кој модификацијата на хроматин можел да обезбеди клеточна меморија со блокирање или дозволување на транскрипција. Главна карактеристика на повеќеклеточните животни била употребата на морфогени градиенти, кои всушност обезбедувале систем за позиционирање кој и кажувал на клетката каде во телото се наоѓал, и оттука каков вид на клетка да станел. Генот што бил вклучен во една клетка можел да направи производ што ја напуштал клетката и расејувал низ соседните клетки, влегувајќи во нив и вклучувал гени само кога бил присутен над одредено ниво на праг. Овие клетки биле на тој начин индуцирани во нова судбина, па дури и можеле да генерирале други морфогени кои сигнализирале назад до првобитната клетка. На подолги растојанија морфогените можеле да го користат активниот процес на пренос на сигналот. Таквото сигнализирање ја контролирала ембриогенезата, градењето на планот на телото од нула преку низа последователни чекори. Тие, исто така, ги контролирале и одржувале телата на возрасните преку процеси на повратни информации, а губењето на таквите повратни информации поради мутација можело да биде одговорно за клеточната пролиферација што се гледала кај ракот. Паралелно со овој процес на градење структура, генската каскада вклучувала гени кои создавале структурни белковини кои на секоја клетка и ги давале физичките својства што и биле потребни.