تنظيم التعبير الجيني

بعد المرور على تراكيب جينومات الاحياء المجهرية وعمليات التعبير التي تشمل عمليات الانتساخ والترجمة، فهناك عدة اليات مهمة لتنظيم هذه العمليات لتقوم بفعالياتها. فعند وضع الخلايا في بيئة جديدة يكون النمط الجيني هو الموجه لظهور النمط المظهري وفي هذه الحالة تتغير البيئة على الخلايا او البكتريا لذلك وجب ايجاد نمط فسلجي جديد ملائم ليتطبع على البيئة الجديدة. فالجينات المهمة يعبر عنها بسرعة وبكميات كبيرة كي تسمح بالنمو السريع، اما الجينات التي تحتاجها الخلايا تحت ظروف خاصة فلا يعبر عنها.

والتطبع الفسلجي يكون مرتبطا بالفعاليات الايضية وانسياب مواد الايض في مسارات معينة وتمم السيطرة عليها :

1-      تنظيم تخليق بعض الانزيمات الخاصة.

2-      تغير فعاليات الانزيمات الموجودة.

وبصورة عامة فان انزيمات الهدم يتم حثها عند توفر مواد الاساس التي تعمل عليها في وسط النمو اما انزيمات التخليق فيتم كبحها بنواتج الايض من المسار الذي تعمل فيه.

ومن الوجهة الاقتصادية للخلايا البكتيرية ان يكون توزيع الجينات او اوبرونات خاصة لغرض السيطرة على تنظيمها بأقل ما يمكن من صرف الطاقة. وتكون عمليات التنظيم نتيجة لاستجابة الخلايا لمحفزات من داخل الخلايا او من البيئة المحيطة، ويمكن ان تؤثر عملية التنظيم على اي مرحلة من مراحل التعبير عن الجينات مثل بدء الانتساخ او انهاءه, وأثناء عملية الترجمة او تنظيم فعالية منتجات الجين، فكمية البروتينات في الخلية يمكن ان تكون قليلة ثم ترتفع لتصل الى الالف الجزيئات تحت تأثير محفز ما، وهذا يحدد بواسطة تأثير العديد من آليات التنظيم التي تؤثر على عملية التعبير عن الجينات التركيبية لهذه البروتينات اذ يتم :

•        تحديد كفاءة ترجمة mRNA الناتجة الى بروتينات.

•        تحديد سرعة تفكك جزيئات mRNA.

•        تحديد سرعة الانقلاب Turnover للبروتينات.

•        امكانية تحديد فعالية البروتينات الناتجة وذلك باستعمال الالوسيتري او التحويرات التساهمية.

ويبدو مما ذكر اعلاه انه لابد من وجود آليات مختلفة للتجاوب مع هذه الامكانيات. وتتأثر عمليات التنظيم ودرجة تعقيداتها بتراكيب الخلية فمن المتوقع ان تكون عمليات التنظيم اعقد في الخلايا حقيقية النواة، والتي تخاف الخلايا بدائية النواة التي تنتظم أكثر جيناتها او اوبرونات Operons وأغلب الأحيان تكون هذه الجينات تعمل في مجال واحد ويتم التعبير عنها كوحدة واحدة وبشكل متناسق وبذلك يكو ناتج الانتساخ في مثل هذه الحالة Polycistronic mRNA اي متعدد الوسائل وكل رسالة تحوي على موقع للارتباط بالرايبوزوم قبل بداية كل تسلسل مشفر على جزيئة mRNA.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .