Genski proizvod (genski produkt) je biohemijski materijal, bilo RNK ili protein, koji nastaje iz ekspresije gena. Mjerenje količine genskog produkta se ponekad koristi za zaključivanje o tome koliko je gen aktivan. Abnormalne količine genskog produkta mogu biti u korelaciji sa alelima koji uzrokuju bolesti, kao što je prekomjerna aktivnost onkogena, koji mogu izazvati kancer. Gen se definiše kao "nasljedna jedinica DNK koja je potrebna za proizvodnju funkcionalnog proizvoda". Regulatorni elementi uključuju: Promotorska regija TATA-kutija Polijadenilacijske sekvence Pojačivači Ovi elementi djeluju u kombinaciji sa otvorenim okvirom čitanja, kako bi stvorili funkcionalni proizvod. Ovaj proizvod se može transkribovati i biti funkcionalan kao RNK ili se prevodi iz iRNK u protein da bi bio funkcionalan u ćeliji.
RNK proizvodi frame|Transkripcija DNK u RNK korištenjem proteina RNK- polimeraze II. RNK molekule koji ne kodiraju nijedan protein i dalje održavaju funkciju u ćeliji. Funkcija RNK zavisi od njene klasifikacije. Ove uloge uključuju: pomaganje sinteze proteina kataliziranje reakcija regulaciju različitih procesa. Sintezu proteina potpomažu funkcionalne molekule RNK kao što su tRNK, koja pomaže u dodavanju ispravne aminokiseline polipeptidnom lancu tokom translacije, rRNK, glavne komponente ribosoma (koja vodi sintezu proteina), kao i iRNK koja nosi upute za stvaranje proteinskog produkta. Jedan tip funkcionalne RNK uključene u regulaciju je mikroRNK (miRNK), koja djeluje tako što potiskuje translaciju. Ove miRNK djeluju tako što se vežu za komplementarnu ciljnu sekvencu iRNK. kako bi spriječile translaciju. Kratka interferirajuća RNK (siRNK) također djeluje negativnom regulacijom transkripcije. Ove molekule siRNK djeluju u kompleksu za utišavanje induciranom RNK (RISC) tokom interferencije RNK, vezivanjem za ciljnu sekvencu DNK kako bi spriječile transkripciju specifične iRNK.
Proteinski produkti Proteini su produkt gena koji nastaju translacijom zrele molekule iRNK. Proteini sadrže četiri elementa u strukturi: primarni, sekundarni, tercijarni i kvaternarni. Linearni niz aminokiselina poznat je i kao primarna struktura. Vodikove veze između aminokiselina primarne strukture rezultiraju formiranjem alfah-eliksa ili beta-lista. Ova stabilna savijanja predstavljaju sekundarnu strukturu. Posebna kombinacija primarne i sekundarne strukture formira tercijarnu strukturu polipeptida. Kvaternarna struktura se odnosi na način na koji se više lanaca polipeptida savija zajedno.
Funkcije proteina Proteini imaju mnogo različitih funkcija u ćeliji, a funkcija može varirati ovisno o polipeptidima s kojima interaguju i njihovom ćelijskom okruženju. Šaperonski proteini rade na stabilizaciji novosintetiziranih proteinaOni osiguravaju da se novi protein savije u svoju ispravnu funkcionalnu konformaciju, a osim toga osiguravaju da se produkti ne agregiraju u područjima gdje ne bi trebali. Proteini također mogu funkcionirati kao enzimi, povećavajući brzinu različitih biohemijskih reakcija i pretvarajući supstrate u produkte. Produkti se mogu modificirati vezivanjem grupa poput fosfata putem enzima za specifične aminokiseline u primarnoj sekvenci. Proteini se također mogu koristiti za premještanje molekula u ćeliji tamo gdje su potrebni, a nazivaju se motorni proteini. Oblik ćelije podržavaju proteini. Proteini poput aktinskih, mikrotubula i intermedijarnih filamenata pružaju strukturu ćeliji. Druga klasa proteina nalazi se u plazmamembranama. Membranski proteini mogu biti povezani s plazmamembranom na različite načine, ovisno o njihovoj strukturi. Ovi proteini omogućavaju ćeliji da uvozi ili izvozi ćelijske proizvode, hranjive tvari ili signale u i iz vanćelijskog prostora. Drugi proteini pomažu ćeliji da obavlja regulatorne funkcije. Naprimjer, transkripcijski faktori vežu se za DNK, kako bi pomogli transkripciju RNK.
Genetički kod
Godine 1941., američki genetičar George Beadle i biohemičar Edward Tatum su, na osnovu svog proučavanja mutanata gljivice Neurospora sitophila, predložili da geni kontrolišu specifične biohemijske reakcije.Beadle GW, Tatum EL. Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora. Proc Natl Acad Sci U S A. 1941 Nov 15;27(11):499-506. doi: 10.1073/pnas.27.11.499. PMID 16588492; PMCID: PMC1078370 Sugerirali su da funkcionisanje organizma zavisi od integrisanog sistema hemijskih reakcija koje na neki način kontrolišu geni. Dalje su istakli da je "sasvim održivo pretpostaviti da ovi geni, koji su i sami dio sistema, kontrolišu ili regulišu specifične reakcije u sistemu bilo direktno djelujući kao enzimi ili određujući specifičnost enzima." Ovaj način razmišljanja doveo je do "hipoteze o jednom genu i jednom enzimu". U retrospektivnom članku, Beadle je raspravljao o statusu hipoteze o jednom genu i jednom enzimu 10 godina nakon što je predložena. Beadle je komentarisao sastanak biologa na simpozijumu u Cold Spring Harboru 1951. godine. Napomenuo je: "Imam utisak da se broj onih čija je vjera u jedan gen i jedan enzim ostala čvrsta mogao nabrojati na prste jedne ruke – sa još nekoliko preostalih prstiju."Beadle, G. W. (1966) "Biochemical genetics: some recollections", pp. 23-32 in Phage and the Origins of Molecular Biology, edited by J. Cairns, G. S. Stent and J. D. Watson. Cold Spring Harbor Symposia, Cold Spring Harbor Laboratory of Quantitative Biology, NY. ASIN: B005F08IQ8 Međutim, početkom 1960-ih, koncept da bazna sekvenca DNK gena određuje aminokiselinsku sekvencu proteina postao je dobro utemeljen na osnovu brojnih eksperimenata. Naprimjer, eksperiment Cricka, Brennera, Barnetta i Watts-Tobina 1961. godine pokazao je da je svaka aminokiselina u proteinu kodirana odgovarajućom sekvencom od tri baze u DNK, koja se naziva kodon.Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. General nature of the genetic code for proteins. Nature. 1961 Dec 30;192:1227-32. doi: 10.1038/1921227a0. PMID 13882203 Ubrzo nakon toga, određene su specifične dodjele kodona za svaku aminokiselinu.
Reference
Kategorija:Ekspresija gena