Peran gen hox dalam perkembangan individu. Baru dalam ilmu gen Hox yang terkenal, pengatur perkembangan


Trafo toroidal multi-kilogram - pejuang utama dengan gangguan listrik

Untuk audiophile sejati, kapasitor tidak hanya dicirikan oleh kapasitansi, tetapi juga oleh suara.


Hanya heatsink kuat yang mengelilingi casing amplifier yang menghemat 30 transistor keluaran dari panas berlebih

Pada tahun 1972, musisi dan insinyur Amerika berbakat Mark Levinson mendirikan perusahaan Mark Levinson dengan nama yang sama di Connecticut. Dan selama 30 tahun sekarang, para fanatik Hi-End telah menyusun sejumlah besar legenda dan cerita seputar nama ini. Salah satunya mengatakan bahwa bahkan kata "Hi-End" diciptakan oleh Mark Levinson sendiri. Amplifier -end di dunia dibandingkan dengan Mark Levinson No. 33 Referensi Mono Power Amplifier bukan lagi legenda, tetapi fakta.

Bisakah kapasitor bermain?

Levinson adalah salah satu orang pertama yang memikirkan kualitas suara dan alasan yang membentuknya. Sebelum dia, diyakini bahwa semakin baik parameter teknis peralatan (bandwidth lebih lebar dan lebih sedikit distorsi non-linear), semakin baik suaranya. Mark, di sisi lain, mengungkapkan ide yang hampir menghasut bagi para insinyur, tetapi dapat dimengerti oleh seorang musisi - bukan karakteristik teknis, tetapi persepsi manusia tentang suara, mendengarkan langsung harus ditempatkan di garis depan. Tidak pernah terpikir oleh siapa pun untuk mengevaluasi biola Stradivarius dengan kemampuannya untuk mereproduksi frekuensi 35 kHz. Dan Levinson mulai membuat amplifiernya tidak sesuai dengan parameter teknis, tetapi menurut kriteria "suara - tidak terdengar". Kriteria untuk menolak suku cadang (kapasitor ini berfungsi, tetapi yang ini tidak) adalah penghujatan bagi para insinyur elektronik tradisional. Mark terdengar tidak hanya komponen radio, tetapi juga solusi sirkuit. Akibatnya, setelah banyak percobaan dan kesalahan, Levinson menemukan solusi itu, banyak di antaranya tetap ada hingga hari ini.

Panas tapi keren

Amplifier perusahaan yang paling terkenal adalah model Mark Levinson No. 20.6 (omong-omong, semua peralatan merek legendaris hanya diproduksi di bawah angka), yang muncul di akhir 80-an. Penguat terdiri dari dua blok terpisah yang tidak dapat diangkat - satu per saluran. Selain bobot dan ukurannya yang besar, amplifier ini tidak memiliki daya keluaran yang sangat besar, memanas seperti kompor, tetapi terdengar seperti Tuhan. Itu seperti suara ampli tabung terbaik, tetapi dengan soliditas transistor - bass beludru dan midrange terbuka. No. 20.6, bahkan setelah satu dekade, tidak ada yang berpikir untuk membuangnya - masih menyenangkan telinga pemiliknya.

Amplifier dipanaskan karena suatu alasan. Insinyur Mark Levinson menggunakan sirkuit kelas A murni, di mana transistor keluaran selalu menyala, yang berarti arus mengalir melaluinya bahkan ketika tidak ada sinyal. Mode ini memiliki efisiensi serendah mungkin (hingga 20%), tetapi memungkinkan Anda mencapai distorsi minimal. Misalnya, transistor yang digunakan pada peralatan kelas D (biasanya amplifier digital) beroperasi dalam mode kunci, dan amplifier itu sendiri memiliki efisiensi lebih dari 90%.

Massa tinggi amplifier Mark Levinson juga bukan kebetulan. Kelihatannya aneh, daya listrik normal memiliki efek terbesar pada suara.

sinus ideal

Bahkan di Moskow, standar 220 V berbeda - penyebarannya, tergantung pada area, dari 160 hingga 260 V. Tetapi bahkan ini bukan yang terburuk - tegangannya sangat tercemar, yaitu berbeda dari sinus standar.

Banyak distorsi sehari-hari menembusnya: seorang tetangga bercukur di lantai atas, seorang anak bermain Nintendo, seorang istri mengeringkan rambutnya dengan pengering rambut. Dengan cara yang sama bahwa bensin berkualitas rendah dapat menyebabkan gangguan pada mesin Jepang yang disetel dengan baik, distorsi, bersama dengan listrik yang masuk ke amplifier, merusak sinyal output. Omong-omong, karena alasan inilah audiophiles sejati menyebut jam malam sebagai waktu terbaik untuk mendengarkan - dari pukul 23:00 hingga 1:00 pagi, ketika sebagian besar "pengganggu" sudah tidur.

Tegangan yang terkontaminasi, serta bensin kotor, diperangi dengan filter. Misalnya, Mark Levinson No. 33 andalan saat ini memiliki regenerator tegangan, yang prinsipnya adalah memperbaiki tegangan dan selanjutnya menghasilkan sinus ideal menggunakan osilator master referensi. Dan tidak ada sumber arus berdenyut kompak pada input, yang memperkenalkan bahkan kecil, tetapi distorsi mereka sendiri. Hanya trafo toroidal, yang memiliki radiasi elektromagnetik paling sedikit, yang sangat berat dan kuat - pada waktu puncak, amplifier dapat mengkonsumsi hingga beberapa kilowatt listrik. Selain itu, harus ada setidaknya dua transformator - satu per saluran. Secara tradisional, amplifier Mark Levinson dibangun berdasarkan prinsip "dual mono": sirkuit tidak terhubung dengan cara apa pun, dan dalam model unggulan mereka bahkan tertutup dalam kasus yang berbeda. Ini dilakukan untuk pemisahan yang lebih baik antara saluran - saluran tersebut benar-benar terpisah.

Parameter lain yang mempengaruhi suara adalah impedansi keluaran amplifier. Semakin rendah impedansi output, semakin baik amplifier dapat menangani beban speaker yang kompleks. Resistansi yang tertulis pada speaker (4 atau 8 ohm) adalah rata-rata. Faktanya, untuk setiap frekuensi, resistansinya berbeda, dan pada beberapa frekuensi mungkin turun di bawah nilai yang diizinkan. Dan jika penguat memiliki impedansi keluaran yang tinggi, maka ia tidak menangani pita frekuensi ini dengan baik.

paduan suara transistor

Ada dua cara untuk mencapai resistansi rendah. Misalnya, meningkatkan kedalaman umpan balik penguat. Semakin dalam umpan balik, semakin rendah impedansi keluaran penguat. Tetapi ini secara negatif mempengaruhi persepsi suara - ternyata lebih merata, tetapi "mati", seperti yang dikatakan para ahli.

Amplifier Mark Levinson mencapai impedansi keluaran rendah dengan memparalelkan transistor tahap keluaran. Ini diketahui dari kursus fisika sekolah - ketika dihubungkan secara paralel, resistansi total turun. Jumlah transistor keluaran dapat mencapai tiga lusin per saluran, sementara dua adalah norma biasa. Selain itu, agar lusinan ini bekerja bersama, diperlukan seleksi yang ketat - mereka harus, seperti paduan suara, bernyanyi bersama. Jika biasanya transistor dipilih sesuai dengan satu atau dua karakteristik statis, maka di Mark Levinson - menurut enam yang dinamis. Dan tetap saja, kata terakhir tetap menjadi rumor - apakah mereka akan bermain bersama atau tidak. Hi-End tidak diukur dengan perangkat apa pun - inilah esensinya.

Evolusi [Gagasan klasik berdasarkan penemuan baru] Markov Alexander Vladimirovich

Gen Hox dibebaskan - dan ular kehilangan kakinya

hoks- gen memperoleh kebebasan - dan ular kehilangan kakinya

Akhirnya, pertimbangkan sebuah studi yang menyoroti peran tersebut hoks-gen dalam evolusi vertebrata. Seperti yang Anda tahu, fungsi yang paling penting hoks-gen terletak pada fakta bahwa mereka menandai embrio secara rinci di sepanjang sumbu anterior-posterior. Nasib lebih lanjut dari sel-sel embrio yang berakhir di satu atau bagian lain dari embrio tergantung pada set hoks gen diekspresikan di bagian ini. Untuk semuanya hoks-gen dicirikan oleh wilayah ekspresinya sendiri. Misalnya, gen Hox12 dan Hox13, sebagai aturan, hanya bekerja di bagian belakang embrio, yang nantinya akan menjadi ekor; gen Hox10 pada beberapa vertebrata, mereka bekerja dari ujung belakang embrio ke garis yang akan menjadi perbatasan antara daerah toraks (di mana ada tulang rusuk di tulang belakang) dan daerah lumbar, di mana tulang rusuk tidak berkembang. " hoks-code", yang menentukan rencana struktur tubuh, kompleks dan tidak persis sama pada kelompok vertebrata yang berbeda. Hampir tidak ada keraguan bahwa banyak dari perubahan evolusioner utama yang mempengaruhi rencana tubuh telah dikaitkan dengan perubahan struktur dan ekspresi. hoks-gen. Namun, masih ada beberapa contoh yang dipelajari dengan baik yang menggambarkan hubungan ini.

hoks Drosophila dan gen manusia. persegi panjang Gen terdaftar dalam urutan di mana mereka berada di kromosom. Lalat memiliki satu set hoks -gen, pada manusia - empat, sebagian menduplikasi satu sama lain (mereka terbentuk dari satu sebagai hasil dari dua duplikasi genom). Cluster A, B, C, D terletak pada kromosom yang berbeda (pada tikus, ini adalah kromosom No. 6, 11, 15, dan 2; pada manusia, mereka adalah Nos. y, 17, 2, 12). Ular, tidak seperti tikus dan manusia, tidak memiliki gen ke-12 di cluster D ( Hoxd12 ). Dalam gambar seekor lalat dan embrio manusia, daerah ekspresi gen yang sesuai diwarnai dengan warna yang sama dengan gen itu sendiri. Menurut data terbaru, korespondensi antara hoks -gen artropoda dan vertebrata agak kurang jelas daripada yang ditunjukkan dalam skema ini.

Pada banyak hewan, termasuk vertebrata, hoks-gen dalam genom terletak dalam kelompok, yaitu kelompok yang dekat satu sama lain. Yang paling mengejutkan, urutan gen dalam hoks-cluster sering (meskipun tidak selalu) bertepatan dengan distribusi daerah ekspresi sepanjang sumbu anterior-posterior: gen "kepala" berada di depan, diikuti oleh gen yang bertanggung jawab untuk pembentukan bagian tengah tubuh, dan cluster ditutup oleh gen “punggung” yang mengontrol perkembangan bagian tubuh belakang. Rupanya, ini karena cara ekspresi diatur. hoks gen: bagian DNA di mana ia berada hoks-cluster, secara bertahap "membuka", menjadi tersedia untuk transkripsi saat bergerak dari ujung anterior tubuh ke ujung posterior. Oleh karena itu, pada ujung anterior tubuh, hanya bagian anterior hoks-gen, dan semakin dekat ke ekor, semakin banyak gen belakang yang disertakan dalam pekerjaan. Cara mudah untuk mengatur gen yang bertanggung jawab untuk menandai embrio di sepanjang sumbu anterior-posterior!

Nenek moyang vertebrata, seperti lancelet modern, memilikinya hoks-cluster, termasuk 14 gen. Pada tahap awal evolusi vertebrata, terjadi dua duplikasi genom. Akibatnya, vertebrata memperoleh empat hoks-cluster bukan satu. Ini membuka kemungkinan evolusi yang besar bagi vertebrata (lihat Bab 5). Memisahkan hoks-gen di beberapa cluster hilang, tetapi secara umum set dan susunannya tetap serupa di keempat cluster. Gen paralogous (yaitu salinan yang sama hoks-gen dalam berbeda hoks-cluster) memperoleh fungsi yang sedikit berbeda, yang memungkinkan untuk mengatur perkembangan embrionik dengan baik dan memfasilitasi pengembangan rencana struktural baru.

Ahli biologi dari Swiss, Selandia Baru, dan AS mempelajari karya tersebut hoks-gen pada reptil bersisik (urutan Squamata) (DiPoi dkk., 2010). Detasemen ini, yang menyatukan kadal dan ular, menarik untuk variasi rencana tubuh dan variabilitas karakter yang terkait dengan diferensiasi anterior-posterior tubuh (panjang relatif bagian tubuh, jumlah vertebra di dalamnya, dll.) Oleh karena itu, masuk akal untuk berasumsi bahwa hoks- kelompok squamates harus memiliki fitur khusus dan itu hoks-gen kadal dan ular pasti berbeda.

Sebelumnya, ditunjukkan bahwa daerah ekspresi anterior hoks-gen pada ular telah berkembang ke posterior dibandingkan dengan vertebrata lainnya. Ini sesuai dengan perpanjangan keseluruhan tubuh. Selain itu, ditemukan bahwa aturan kolinearitas (yaitu, urutan yang sama dari susunan gen dalam kluster dan area ekspresinya dalam embrio) diamati secara ketat pada ular.

Para peneliti fokus pada bagian belakang hoks-gen (dari tanggal 10 hingga tanggal 13). Objek utama penelitian ini adalah kadal ekor cambuk Aspidoscelis uniparens dan ular jagung Elaphe guttata. Selain itu, mereka diurutkan hoks- kelompok beberapa kadal lainnya, tuatara dan kura-kura. Sebagai perbandingan, kami menggunakan hoks-kelompok ayam, manusia, tikus dan katak.

Set belakang hoks-gen di semua spesies yang diteliti ternyata sama, kecuali fakta bahwa ular dan katak "kehilangan" gen Hoхd12(12th hoks- gen dari cluster D). Perubahan penting ditemukan di wilayah peraturan hoks-cluster. Ternyata semua reptil bersisik telah kehilangan wilayah pengatur antara gen Hoхd13 dan Evх2, dan selain itu, ular telah kehilangan elemen non-coding konservatif antara Hoхd12 dan Hoхd13 dan beberapa situs peraturan di tempat lain hoks-cluster. Hasil yang tidak terduga adalah kehadiran di hoks-cluster set skuamosa elemen genetik seluler tertanam. Akibatnya, panjang keseluruhan bagian belakang hoks-cluster di squamates telah meningkat secara signifikan dibandingkan dengan vertebrata darat lainnya.

Semua ini tampaknya menunjukkan bahwa pada squamates, pembatasan evolusioner yang mencegah akumulasi perubahan di bagian belakang telah melemah. hoks-cluster. Seleksi pemurnian, yang menolak perubahan serupa pada vertebrata lain, kurang efektif dalam evolusi kadal dan ular. Kesimpulan ini juga dikonfirmasi selama analisis wilayah pengkodean hoks-gen. Di daerah ini, kadal, dan terutama ular, telah mengumpulkan banyak substitusi yang signifikan dibandingkan dengan vertebrata lainnya. Beberapa dari mereka, tampaknya, diperbaiki secara tidak sengaja, karena melemahnya seleksi pemurnian, sementara yang lain diperbaiki di bawah pengaruh seleksi positif, yaitu berguna.

Studi tentang sifat ekspresi posterior hoks-gen pada embrio kadal dan ular mengkonfirmasi asumsi bahwa perubahan dalam rencana tubuh dalam evolusi squamates terkait erat dengan perubahan dalam pekerjaan bagian belakang hoks-gen.

Pada kadal, seperti pada vertebrata darat lainnya, ujung tombak wilayah ekspresi gen Hoxa10 dan Hoxc10 persis sesuai dengan perbatasan antara daerah toraks dan lumbar. Salah satu fungsi gen ini adalah untuk menekan perkembangan tulang rusuk. Ular tidak memiliki daerah lumbar, dan pada bekas vertebra sakral (pada ular disebut kloaka), ada tulang rusuk bercabang khusus. Rupanya, fitur-fitur ini terkait dengan fakta bahwa hoks- gen pada nenek moyang ular telah kehilangan kemampuan untuk menghentikan pertumbuhan tulang rusuk.

Area ekspresi Hoxa10 dan Hoxc10 di ular pergi jauh ke daerah dada. Gen-gen ini juga bertanggung jawab atas penghentian tepat waktu pertumbuhan daerah toraks. Rupanya, fungsi mereka pada ular juga melemah, yang bisa menjadi salah satu alasan pemanjangan daerah toraks pada ular dibandingkan dengan nenek moyang mereka - kadal. Pemanjangan bagian ekor pada ular disebabkan oleh empat gen yang "menghambat" pertumbuhan ekor pada kadal ( Hoxa13, Hoxc13, Hoxd13, Hoxd12) satu gen pada ular benar-benar hilang ( Hoxd12), dan dua lainnya ( Hoxa13, Hoxd13) tidak berpartisipasi dalam "penandaan" anterior-posterior embrio dan hanya digunakan dalam pembentukan organ genital.

Banyak kasus kehilangan independen dan pengurangan sebagian anggota badan pada squamates juga dapat dikaitkan dengan fakta bahwa dalam urutan ini posterior hoks-gen menerima "kebebasan" evolusioner yang tidak lazim untuk hewan lain. Seleksi pemurnian menjadi kurang efektif pada mereka, yang memungkinkan untuk mengakumulasi mutasi dengan cepat.

Daerah ekspresi di posterior hoks -gen pada kadal dan ular. Kadal memiliki dua vertebra sakral di depan vertebra ekor.(ditampilkan dalam warna abu-abu gelap) , diikuti oleh satu vertebra lumbar vestigial(putih) , dan kemudian pergi ke vertebra toraks(Abu-abu) . Ular itu tidak memiliki daerah lumbar, dan bukannya vertebra sakral, ada empat vertebra kloaka dengan tulang rusuk bercabang.(Abu-abu gelap) . persegi panjang vertikal menunjukkan area ekspresi posterior hoks -gen. Dari DiPoi dkk., 2010 .

Diketahui bahwa bagian belakang hoks-gen memainkan peran kunci tidak hanya dalam desain bagian belakang tubuh, tetapi juga dalam perkembangan anggota badan. Oleh karena itu, beberapa mutasi gen ini, yang menyebabkan, misalnya, pemanjangan tubuh atau pengurangan daerah lumbal, secara teoritis dapat menyebabkan efek samping seperti pengurangan anggota badan. Pemanjangan tubuh dalam kombinasi dengan pengurangan anggota badan juga ditemukan pada kelompok vertebrata lain (misalnya, pada beberapa amfibi). Apakah itu terkait dengan perubahan yang sama dalam pekerjaan hoks-gen, seperti pada ular, atau dengan yang lain, penelitian lebih lanjut akan menunjukkan.

Biologi perkembangan evolusioner adalah disiplin ilmu yang berkembang pesat dari mana terobosan ilmiah besar diharapkan. Menguraikan jaringan pengatur gen yang mengontrol perkembangan adalah salah satu tugas biologi yang paling mendesak. Solusinya akan memungkinkan untuk memahami tidak hanya hubungan antara genotipe dan fenotipe, tetapi juga aturan dan pola evolusi organisme kompleks yang paling penting. Ketika aturan-aturan ini, yang kita ketahui hari ini hanya secara umum, dipelajari secara menyeluruh, hingga konstruksi model matematika yang ketat, peluang yang belum pernah terjadi sebelumnya akan terbuka di hadapan umat manusia. Merancang sistem biologis "dari awal" dengan sifat yang kita butuhkan hanyalah salah satunya. Yang lainnya adalah kesempurnaan sifat kita sendiri. Semua ini akan terjadi. Kita hanya perlu memahami dengan jelas tujuan yang dibutuhkan umat manusia di masa depan, dan berharap bahwa perkembangan budaya, sosial, moral dan etika umat manusia pada saat itu akan mengesampingkan kemungkinan penggunaan penemuan-penemuan ini untuk merugikan.

Dari buku Amazing Biology penulis Drozdova I V

Ular laut Sekitar 350 juta tahun yang lalu, kerabat coelacanth yang bernapas di udara, coelacanth, memanjat keluar dari air dengan sirip bersirip silang yang canggung dan menjadi vertebrata pertama yang hidup di darat. Tumbuhan dan invertebrata telah berhasil menyebar di sana, menembus dari

Dari buku Studi Eksperimental tentang Kemampuan Hewan untuk Mengukur Dunia Objek pengarang Reznikova Zhanna Ilyinichna

Dua kaki ... Benar, burung-burung memprotes, karena bagi mereka tampaknya mereka juga hanya memiliki dua kaki. J. Orwell "Peternakan Hewan" Sebuah bagian penting dari penelitian yang ditujukan untuk mempelajari kemampuan hewan untuk menghitung telah dilakukan pada burung. Karya detail pertama milik

Dari buku Our Familiar Strangers pengarang Volovnik Semyon Veniaminovich

Empat Kaki Dia sepertinya dikejutkan oleh sesuatu. Matanya kembali ke tanganku. Dia mengulurkan tangannya dan perlahan mulai menghitung jarinya. H.G. Wells "Pulau Dr. Moreau". Eksperimen pertama yang mengungkapkan kemampuan berhitung pada hewan berkaki empat dilakukan pada monyet rhesus.

Dari buku Seeds of Destruction. Rahasia di balik manipulasi genetik pengarang Engdahl William Frederick

Kaki yang terampil Gambar laba-laba dalam pandangan kami terkait erat dengan jaring (walaupun hanya sepertiga dari semua laba-laba yang membuat jaring). Mari kita berhenti di depan jaring perangkap laba-laba. Dia berbaring di atas jalan hutan, sedikit kenyal dari hembusan angin, bersinar dengan tetesan embun ... Kecantikan, dan

Dari buku Life Support for Aircraft Crews after a Forced Landing or Splashing (tanpa ilustrasi) pengarang Volovich Vitaly Georgievich

BAGIAN IV. BEBAS BIJI GMO

Dari buku Life Support for Aircraft Crews setelah pendaratan paksa atau splashdown [dengan ilustrasi] pengarang Volovich Vitaly Georgievich

Dari buku Detektif Antropologi. Dewa, Manusia, Monyet... [Ilustrator] pengarang Belov Alexander Ivanovich

Dari buku Dari Pagi hingga Sore pengarang Akimushkin Igor Ivanovich

SIAPA YANG MEMILIKI KAKI SEPERTI TANGAN? Tapi mari kita bertanya pada diri sendiri: apakah ada dasar ilmiah untuk menganggap makhluk antropomorfik sebagai nenek moyang hewan? Alasan seperti itu diberikan kepada kita oleh teori entropi biologis. Berikut beberapa kutipannya. Dalam diri seseorang, penopang tubuh adalah kaki -

Dari buku Alam Tropis pengarang Wallace Alfred Russel

Tuhan memberkati kaki Anda! Organ-organ indera memberi hewan, dengan kata lain, pencegahan, yaitu, pencegahan, pertahanan. Ini adalah pengintai mereka. Tetapi ketika musuh terlihat (mencium atau mendengar), binatang, membiarkannya masuk pada jarak tertentu, biasanya lari. Jarak kritis ini, lebih dekat

Dari buku Escape from Loneliness pengarang Panov Evgeny Nikolaevich

Ular Untungnya, ular tidak sebanyak dan mengganggu seperti kadal, jika tidak, hampir tidak mungkin untuk hidup di daerah tropis. Pada awalnya, traveler terkejut tidak melihat hewan-hewan ini, tetapi segera sampai pada kesimpulan bahwa ada banyak dari mereka di sekitarnya. Seseorang yang secara umum tidak menyukai ular

Dari buku Man Gives a Name pengarang Krasnopevtsev Valentin Pavlovich

Ubur-ubur - zooid yang dibebaskan Sampai saat ini, kami belum mengajukan pertanyaan apakah satu atau lain dari banyak formasi "kolektif" yang telah berlalu sebelum kita mampu membelah secara spontan menjadi bagian-bagian komponen dan secara sukarela melepaskan masing-masing zooid atau salah satu dari mereka.

Dari buku Evolusi Manusia. Buku 1. Monyet, tulang, dan gen pengarang Markov Alexander Vladimirovich

Kepala, kaki, ekor ... Tidak hanya penampilan secara keseluruhan, bentuk tubuh hewan, tetapi juga fitur nyata dari struktur bagian atau organ individualnya tercermin dalam nama panggilan. Ya, dan bagaimana tidak memperhatikan pada awalnya, bahkan kenalan sekilas seperti itu

Dari buku Dunia Hewan pengarang Sitnikov Vitaly Pavlovich

Gen yang Kita Hilangkan Evolusi Hominid tidak hanya disertai dengan keuntungan, tetapi juga kerugian. Beberapa gen yang biasanya bekerja pada simpanse dan monyet lain telah dimatikan pada manusia, berubah menjadi pseudogen diam. Pada tahun 1999, Maynard Olson dari

Gen Hox menentukan tata letak tubuh hewan. Sangat penting bahwa mereka diekspresikan dalam jumlah yang tepat, di tempat yang tepat dan pada waktu yang tepat untuk perkembangan embrio, jika tidak, skema seluruh tubuh akan terganggu. Ternyata untuk gen-gen ini ada jenis regulasi translasi khusus, yang memungkinkan untuk memisahkan satu jenis protein dari yang lain. MRNA mereka memiliki daerah seperti IRES yang dapat memicu terjemahan. Dalam hal ini, terjemahan cap-dependent untuk protein ini dimatikan.

Gen Hox adalah objek studi yang penting

Inisiasi siaran berbeda

Jadi, materi genetik sel dikodekan dalam DNA. Jenis RNA tertentu dibaca dari DNA, dan protein dibaca dari RNA. Jenis RNA ini disebut messenger RNA. memiliki struktur tertentu. Ini adalah molekul linier, masing-masing, ia memiliki 2 ujung, yang disebut ujung 5'- dan 3'. Di ujung 5′ ada struktur khusus - . Hal ini diperlukan untuk memulai sintesis protein pada template RNA, karena menarik pabrik protein - .

Ini terjadi pada kita, tetapi tidak dengan virus. Lebih tepatnya, tidak semua virus. Beberapa memiliki struktur lain dalam RNA yang memulai sintesis protein - . Jadi ternyata struktur yang mirip dengan IRES virus terkadang ditemukan pada RNA mamalia. Pada saat yang sama, tutupnya juga hadir. Sebuah RNA diperoleh dengan dua sinyal untuk menarik ribosom. Fenomena menarik ini seringkali memiliki makna biologis yang penting. Misalnya, di bawah tekanan, inisiasi translasi cap-dependent ditekan. Tetapi beberapa protein harus disintesis di bawah tekanan. Saat itulah sel menggunakan IRES. Dan bagaimana sistem campuran seperti itu bekerja dalam kondisi normal dan non-shock adalah sebuah misteri besar. IRES seluler tidak mirip satu sama lain, perannya dalam perkembangan organisme tidak jelas. Para ilmuwan yang mempelajari regulasi gen Hox mencoba menemukan jawaban atas pertanyaan ini.

Apakah mRNA gen Hox memiliki IRES virus?

Menariknya, mRNA dari beberapa gen Hox menunjukkan adanya IRES. Selain itu, IRES yang menarik ribosom dan memicu sintesis protein. Bukti eksperimental pertama yang mendukung hipotesis ini telah diberikan. Para ilmuwan juga telah menemukan elemen pengatur khusus lainnya - elemen penghambat translasi (TIE), yang menghalangi sintesis protein yang bergantung pada tutup. Munculnya elemen pemblokiran menjelaskan mengapa, dengan adanya struktur tutup dan IRES, hanya IRES yang berfungsi.

Mengapa IRES lebih baik daripada topi?

Pentingnya wilayah RNA di mana diduga IRES berada secara eksperimental dikonfirmasi dalam kasus ini. Telah ditunjukkan bahwa jika salah satu gen Hox tikus bermutasi, menghilangkan IRES, tikus akan berkembang secara tidak normal (lihat gambar 1).

Gambar 1. Patologi dalam perkembangan kerangka tikus dengan delesi di daerah 5' yang tidak diterjemahkan di salah satu gen Hox - Hox9. Para ilmuwan telah mengembangkan garis tikus yang telah merusak IRES di salah satu gen Hox. Tikus ini berkembang secara tidak normal. Struktur kerangka mereka terganggu: misalnya, tidak ada cukup tulang rusuk (panah hitam menunjukkan tulang rusuk yang hilang). Patologi lain juga diamati. Gambar dari.

Untuk protein yang sangat penting yang dikodekan dalam gen Hox, IRES dianggap lebih baik daripada cap. Ini mungkin karena fakta bahwa struktur tutup semua mRNA adalah sama. Dan IRES berbeda. Artinya, protein yang menentukan struktur tubuh memerlukan pendekatan individual. Bahkan permulaan sintesis merupakan langkah penting dalam regulasi dan harus unik untuk setiap protein tersebut.

Daftar Istilah:

  • IRES (Situs Masuk Ribosom Internal) - situs pendaratan internal ribosom.
  • Gen Hox adalah keluarga gen yang mengkode faktor transkripsi yang mengatur pembentukan organ dan jaringan selama perkembangan suatu organisme.
  • Penghapusan adalah penghapusan fragmen molekul DNA.
  • Tutup - 7-metilguanosin - struktur di ujung 5' RNA messenger.
  • Ribosom - kompleks yang terdiri dari RNA dan protein dan berfungsi untuk sintesis protein dari asam amino menurut matriks yang diberikan berdasarkan informasi genetik yang disediakan oleh messenger RNA (mRNA).
  • Translasi adalah sintesis protein pada cetakan RNA.
  • Kromosom adalah struktur yang terdiri dari DNA dan protein yang terletak di inti sel eukariotik. Dirancang untuk penyimpanan, implementasi dan transmisi informasi genetik.
  • Eukariota adalah organisme hidup yang selnya mengandung inti.

literatur

  1. Alexander, T., Nolte, C. & Krumlauf, R. (2009). Gen Hox dan segmentasi otak belakang dan kerangka aksial. annu. Putaran. pengembang sel Biol. 25 , 431–456 ;
  2. Gen dari mana sayap tumbuh. Dan kaki. Dan segala sesuatu yang lain;
  3. Wikipedia: «