Jaderný gen - Nuclear gene
Jaderný gen je gen se nachází v buněčném jádru části eukaryota . Tento termín se používá k rozlišení jaderných genů od genů endosymbiotické organely , tj. Genů v mitochondriích , a v případě rostlin a řas chloroplastů , které jsou hostitelem vlastního genetického systému a mohou produkovat bílkoviny od nuly. Jaderný gen je jen jedním z genetických stavebních kamenů celého genomu eukaryotického organismu .
Struktura
Eukaryotické genomy mají odlišné chromatinové struktury vyššího řádu, které jsou těsně zabaleny a nakonec organizovány v určitém konstruktu, který funkčně souvisí s genovou expresí. Tyto struktury fungují tak, že zabalí genom ve značně komprimované formě do buněčného jádra , a přitom zajistí, aby byl gen přístupný v případě potřeby, například během transkripce genu , replikace a opravy DNA . Funkce genomu přímo souvisí s tímto organizačním systémem, ve kterém existuje řada složitých mechanismů a biochemických drah, které mohou ovlivnit expresi jednotlivých genů v genomu. Jádro také obsahuje řadu odlišných subjaderných ložisek známých jako jaderná tělesa, což jsou dynamicky řízené struktury, které pomáhají efektivnějšímu běhu mnoha jaderných procesů. Například aktivní geny mohou migrovat z chromozomálních oblastí a soustředit se do subnukleárních ložisek známých jako transkripční továrny.
Interakce endosymbiotických organel
Ačkoli jsou v buňce navzájem odděleny, mohou se jaderné geny a geny mitochondrií a chloroplastů navzájem ovlivňovat také mnoha způsoby. Jaderné geny hrají hlavní roli v expresi genů pro chloroplasty a mitochondriální geny. Genové produkty mitochondrií navíc mohou samy ovlivnit expresi genů v buněčném jádru. To lze provést prostřednictvím metabolitů i prostřednictvím určitých peptidů translokovaných z mitochondrií do jádra, kde pak mohou ovlivnit genovou expresi.
Proteosyntéza
Většina proteinů v buňce je produktem messengerové RNA přepsané z jaderných genů, včetně většiny proteinů organel, které jsou produkovány v cytoplazmě jako všechny produkty jaderných genů a poté transportovány do organely. Geny v jádře jsou uspořádány lineárně na chromozomech , které slouží jako lešení pro replikaci a regulaci genové exprese . Jako takové jsou obvykle pod přísnou kontrolou počtu kopií a replikují se jednou za buněčný cyklus. Jaderné buňky, jako jsou destičky , nemají jadernou DNA, a proto musí mít alternativní zdroje RNA, které potřebují ke generování proteinů.
Význam
Při expresi respiračního řetězce hrálo roli mnoho transkripčních faktorů odvozených z jader. Tyto faktory mohou také přispět k regulaci mitochondriálních funkcí. Nukleární respirační faktor (NRF-1) se spojuje s proteiny genů kódujících dýchání, s enzymem omezujícím rychlost v biosyntéze a s prvky replikace a transkripce mitochondriální DNA nebo mtDNA . Druhý nukleární respirační faktor (NRF-2) je nezbytný k maximalizaci produkce podjednotky cytochrom c oxidázy IV (COXIV) a Vb (COXVb).
Studium genových sekvencí za účelem speciace a určení genetické podobnosti je jen jedním z mnoha využití moderní genetiky a role, kterou v tomto procesu mají oba typy genů, je důležitá. Ačkoli jaderné geny a geny v endosymbiotických organelách poskytují genetickou výbavu organismu, existují odlišné rysy, které lze lépe pozorovat při pohledu na jeden ve srovnání s druhým. Mitochondriální DNA je užitečná při studiu speciace, protože bývá první, která se vyvinula ve vývoji nového druhu, který se liší od chromozomů jaderných genů, které lze zkoumat a analyzovat jednotlivě, přičemž každý dává svou vlastní potenciální odpověď na speciace relativně nedávno vyvinutého organismu.
Jelikož jsou jaderné geny genetickým základem všech eukaryotických organismů, vše, co může ovlivnit jejich expresi, tedy přímo ovlivňuje vlastnosti onoho organismu na buněčné úrovni. Interakce mezi geny endosymbiotických organel, jako jsou mitochondrie a chloroplasty, jsou jen některé z mnoha faktorů, které mohou působit na jaderný genom.